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Die Siede- und Gefrierpunkte reiner Substanzen sind bekannt und können leicht nachgeschlagen werden. Zum Beispiel weiß fast jeder, dass der Gefrierpunkt von Wasser 0 Grad Celsius und der Siedepunkt von Wasser 100 Grad Celsius beträgt. Die Gefrier- und Siedepunkte ändern sich, wenn die Materie in einer Flüssigkeit gelöst wird. Gefrierpunkte werden niedriger und Siedepunkte werden höher. Das Auflösen von Salz in Wasser hat diese Auswirkungen auf den Gefrier- und Siedepunkt des Wassers. Die Berechnung neuer Siede- und Gefrierpunkte von Lösungen ist relativ einfach.
Berechnung einer Gefrierpunktänderung
Ermitteln Sie den Gefrierpunkt der Flüssigkeit (Lösungsmittel), für die Sie den neuen Gefrierpunkt berechnen. Den Gefrierpunkt einer Chemikalie können Sie dem beigefügten Sicherheitsdatenblatt entnehmen. Beispielsweise hat Wasser einen Gefrierpunkt von 0 Grad Celsius.
Berechnen Sie die molare Konzentration der Lösung, die entsteht, wenn Sie die gelöste Substanz (gelösten Stoff) zum Lösungsmittel geben. Stellen Sie sich zum Beispiel eine Lösung vor, die durch Auflösen von 0,5 Mol Salz in 1 Liter Wasser entsteht. Ein Liter Wasser hat eine Masse von 1 Kilogramm (kg).
Molalität = Mol gelöster Stoff / Masse des Lösungsmittels = 0,5 / 1 = 0,5 m
Sie können die Molzahl Ihres gelösten Stoffes erhalten, indem Sie die Anzahl der gelösten Gramm durch seine Molekularmasse dividieren (siehe Ressourcen).
Prüfen Sie die Gefrierpunktserniedrigungskonstante (K) des verwendeten Lösungsmittels. Eine Gefrierpunkterniedrigungskonstante ist eine experimentell bestimmte Zahl, die angibt, inwieweit eine Änderung der Konzentration eines gelösten flüssigen Stoffs seinen Gefrierpunkt beeinflusst. Wasser hat eine Gefrierpunktserniedrigungskonstante von 1,86.
Fügen Sie Ihre Werte in die folgende Gleichung ein, um den neuen Gefrierpunkt Ihrer Lösung zu berechnen:
Gefrierpunkt = alter Gefrierpunkt - K x Molalität
Unser Wasserbeispiel würde so aussehen:
Gefrierpunkt = 0 - 1,86 x 0,5 = -0,93 Grad Celsius
Berechnung einer Siedepunktänderung
Ermitteln Sie den Siedepunkt des Lösungsmittels, für das Sie den neuen Siedepunkt berechnen. Den Siedepunkt einer Flüssigkeit entnehmen Sie bitte dem beiliegenden Sicherheitsdatenblatt. Beispielsweise hat Wasser einen Siedepunkt von 100 Grad Celsius.
Berechnen Sie die molare Konzentration der Lösung, die entsteht, nachdem Sie Ihren gelösten Stoff zum Lösungsmittel gegeben haben. Stellen Sie sich zum Beispiel eine Lösung vor, die durch Auflösen von 0,5 Mol Salz in 1 Liter Wasser entsteht. Ein Liter Wasser hat eine Masse von 1 Kilogramm (kg).
Molalität = Mol gelöster Stoff / Masse des Lösungsmittels = 0,5 / 1 = 0,5 m
Ermitteln Sie die Siedepunkt-Erhöhungskonstante (K) für das von Ihnen verwendete Lösungsmittel. Eine Siedepunkthöhenkonstante ist eine experimentell bestimmte Zahl, die angibt, inwieweit eine Änderung der Konzentration eines gelösten flüssigen Stoffs seinen Siedepunkt beeinflusst.Wasser hat eine Siedepunkt-Höhenkonstante von 0,512.
Fügen Sie Ihre Werte in die folgende Gleichung ein, um den neuen Siedepunkt Ihrer Lösung zu berechnen:
Siedepunkt = alter Siedepunkt + K x Molalität
Unser Wasserbeispiel würde so aussehen:
Siedepunkt = 100 + 0,512 x 0,5 = 100,256 Grad Celsius