Question 1

Was macht eine Lösung ideal?

Accepted Answer

Eine ideale Lösung tritt auf, wenn die drei Arten von intermolekulare Kräfte—Lösemittel-Lösemittel, gelöster Stoff-gelöster Stoff und gelöster Stoff-Lösemittel-Attraktionen—eine ähnliche Stärke aufweisen. Diese einheitliche Wechselwirkung bedeutet, dass beide Komponenten gleiche Energie benötigen, um in die Dampfphase zu entweichen, wie sie es in ihren reinen Zuständen tun würden. Ideale Lösungen gehorchen dem Raoult'schen Gesetz bei allen Konzentrationen und bilden sich typischerweise zwischen chemisch ähnlichen Komponenten wie Benzol und Toluol.

Question 2

Wie berechnet Raoults Gesetz den partiellen Dampfdruck in idealen Lösungen?

Accepted Answer

Raoult's Gesetz besagt, dass der PartialDampfdruck jeder Komponente gleich dem Dampfdruck der reinen Komponente multipliziert mit ihrem Molenbruch in der Lösung ist. Wenn Toluol beispielsweise einen Molenbruch von 0,4 und einen reinen Dampfdruck von 22 Torr hat, beträgt sein Partialdruck 8,8 Torr. Der Gesamtdampfdruck ist die Summe aller Partialdrücke.

Question 3

Was verursacht eine positive Abweichung vom Raoult'schen Gesetz?

Accepted Answer

Positive Abweichung tritt auf, wenn die Wechselwirkungen zwischen gelöstem Stoff und Lösungsmittel schwächer sind als die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel-Lösungsmittel oder gelöstem Stoff-gelöstem Stoff. Dies ermöglicht es beiden Komponenten, leichter in die Gasphase zu entweichen, als es das Raoult'sche Gesetz vorhersagt. Benzol- und Methanollösungen zeigen eine positive Abweichung, weil die intermolekularen Kräfte zwischen diesen Komponenten schwächer sind als in reinem Methanol.

Question 4

Warum zeigen einige Lösungen eine negative Abweichung von Raoults Gesetz?

Accepted Answer

Negative Abweichung tritt auf, wenn starke Lösungsmittel-Solvens-Wechselwirkungen die Lösungsmittelmoleküle daran hindern, leicht zu verdampfen. In wässrige Lösungen von Aceton und Chloroform reduziert die starke Wasserstoffbrückenbindung zwischen den Komponenten den Dampfdruck unter die Vorhersagen von Raoults Gesetz. Ebenso zeigen Wasser- und Salzsäurelösungen eine negative Abweichung aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen, die das Entweichen von Wassermolekülen hemmen.

Question 5

Wie unterscheidet sich die Darstellung des Dampfdrucks zwischen idealen und nicht-idealen Lösungen?

Accepted Answer

Für ideale Lösungen mit zwei flüchtigen Komponenten ergibt das Auftragen des Dampfdrucks gegen den Molenbruch eine Gerade, was die von Raoults Gesetz vorhergesagte lineare Beziehung widerspiegelt. Nicht-ideale Lösungen weichen von dieser Geraden ab, krümmen sich nach oben für positive Abweichungen oder nach unten für negative Abweichungen, was darauf hinweist, dass der tatsächliche Dampfdruck von den theoretischen Vorhersagen abweicht.

Question 6

Können verdünnte nicht-ideale Lösungen wie ideale Lösungen verhalten?

Accepted Answer

Ja, hinreichend verdünnte nicht-ideale Lösungen können sich idealem Verhalten nähern. In verdünnten Lösungen hat die Oberfläche überwiegend Lösungsmittelmoleküle, und einige sind möglicherweise nicht von Stoffmolekülen umgeben. Diese Lösungsmittelmoleküle können mit ähnlichen Raten wie reines Lösungsmittel in die Dampfphase entweichen, was dazu führt, dass die Lösung zunehmend ideale Eigenschaften aufweist, wenn die Konzentration abnimmt.

Question 7

Welche chemische Ähnlichkeit ist für die ideale Lösungsbildung erforderlich?

Accepted Answer

Ideale Lösungen bilden sich zwischen chemisch ähnlichen Komponenten, bei denen die Lösungsmittel-Lösungsmittel- und Gelöststoff-Gelöststoff-Wechselwirkungen in der Stärke mit den Lösungsmittel-Lösungsmittel- und Gelöststoff-Gelöststoff-Wechselwirkungen übereinstimmen. Beispiele sind Benzol und Toluol oder Hexan und Heptan. Diese Paare haben vergleichbare molekulare Strukturen und intermolekulare Kräfte, die gleichmäßige attraktive Wechselwirkungen in der gesamten Lösung ermöglichen.

Ideale Lösungen

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