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5.3 Lösungen und Mischzustände

5.3.1 Siedepunktserhöhung (Ebullioskopie)

Durch die Zugabe von Kochsalz (gelöste Substanz) in Wasser als Lösungsmittel, erhöht sich die Austrittsarbeit der Lösungsmittelmoleküle (Wasser), da zusätzliche Anziehungskräfte zwischen den Molekülen des gelösten Stoffes (Kochsalz) und den Molekülen des Lösungsmittels (Wasser) auftreten. Die höhere Austrittsarbeit bewirkt, dass bei gleicher Temperatur weniger Moleküle des Lösungsmittels von der flüssigen in die gasförmige Phase übertreten können als bei der reinen Substanz.

Ist der Dampfdruck des gelösten Stoffes vernachlässigbar klein gegen den Dampfdruck des Lösungsmittels, so ist die Dampfdruckerniedrigung proportional zur Konzentration des gelösten Stoffes. Diese Erniedrigung des Dampfdrucks bewirkt eine Erhöhung des Siedepunktes Ts und es gilt für die Erhöhung des Siedepunktes


Raoult’sches Gesetz.

Dabei bezeichnet R die allgemeine Gaskonstante, TS die Siedetemperatur, die Verdampfungswärme und c die Konzentration des gelösten Stoffes.

Die Siedepunktserhöhung ist also proportional zur Konzentration des gelösten Stoffes. Die Abhängigkeit vom Lösungsmittel steckt in der sogenannten "ebullioskopischen Konstante" , die für Wasser den Wert hat.34

Beispiel

Zunächst siedet das Wasser im Experiment ohne Zugabe eines Lösungsmittels aufgrund des im Vergleich zum Normaldruck niedrigeren Luftdrucks bei 99,4C. Nach Zugabe von 30 g Kochsalz steigt die Siedetemperatur auf 101,3C. Weitere 30 g NaCl lassen den Siedepunkt auf 103,6C steigen.

Löst man 30 g NaCl (M(NaCl)=58 g/mol) in 250 ml Wasser, so sollte sich bei vollständiger Dissoziation in Na+ und Cl- der Siedepunkt um erhöhen.

Experiment: Erhöhung des Siedepunkts mit Kochsalz

34 siehe Demtröder (1998, Kap. 10.4.3.b, S. 329f) oder Gerthsen (1993, Kap. 5.7.3, S. 252 f)