12.10
Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung
Die Temperatur, bei der der Dampfdruck einer Flüssigkeit dem atmosphärischen Druck entspricht, wird als Siedepunkt bezeichnet.
Da die Zugabe eines nichtflüchtigen gelösten Stoffes den Dampfdruck eines Lösungsmittels senkt, benötigt eine Lösung eine höhere Temperatur, um ihren Dampfdruck auf einen Punkt zu erhöhen, der dem atmosphärischen Druck entspricht. Somit ist der Siedepunkt einer Lösung größer als der eines reinen Lösungsmittels.
Diese Änderungen der Verdampfung können über einen Temperatur- und Druckbereich mit Hilfe eines Phasendiagramms untersucht werden.
Eine Lösung hat bei allen Temperaturen einen niedrigeren Dampfdruck als das reine Lösungsmittel. Die Verdampfungskurve der Lösung würde also unter der des Lösungsmittels liegen.
Bei 1 atm entspricht die Kurve einer Temperatur, die höher ist als der Siedepunkt des reinen Lösungsmittels.
Die Erhöhung des Siedepunkts der Lösung im Vergleich zu der des reinen Lösungsmittels wird als Siedepunkterhöhung bezeichnet.
Der Siedepunkt einer Lösung ist eine kolligative Eigenschaft. Der Temperaturanstieg oder ΔT b ist direkt proportional zur Konzentration des gelösten Stoffes und kann durch Multiplikation der Molalität des gelösten Stoffes und der molalen Siedepunkterhöhungskonstante berechnet werden.
Die Siedepunkterhöhungskonstante hat die Einheiten °C pro Molalität und ist für jedes Lösungsmittel unterschiedlich. Für Wasser beträgt die Konstante 0,512 °C pro mol.
Eine wässrige Lösung von 2,00 mol erhöht also den Siedepunkt von Wasser um 1,02 °C auf 101,02 °C.
Die Zugabe eines nichtflüchtigen gelösten Stoffes senkt auch den Gefrierpunkt der Lösung im Vergleich zu dem eines reinen Lösungsmittels.
Am Tripelpunkt sind die Dampfdrücke des festen, flüssigen und gasförmigen Zustands gleich.
Da ein nichtflüchtiger gelöster Stoff den Dampfdruck der Lösung senkt, verschiebt sich die gesamte Gefrierkurve, die sich vom Tripelpunkt nach oben erstreckt, so, dass die Lösung bei einer niedrigeren Temperatur gefriert.
Diese Abnahme der Gefriertemperatur einer Lösung im Vergleich zu der eines reinen Lösungsmittels wird als Gefrierpunktserniedrigung bezeichnet.
Wie der Siedepunkt ist auch der Gefrierpunkt einer Lösung eine kolligative Eigenschaft.
Die Temperaturabnahme oder ΔT f ist direkt proportional zur Konzentration des gelösten Stoffes und kann durch Multiplikation der Molalität des gelösten Stoffes und der molalen Gefrierpunktserniedrigungskonstante berechnet werden.
Die Gefrierpunktsuntersenkungskonstante hängt ebenfalls vom Lösungsmittel ab und hat die Einheiten °C/m.
Für Wasser beträgt die Gefrierpunktsunterschiedskonstante 1,86 °C pro molal.
Eine 0,5-molale Glykollösung senkt also den Gefrierpunkt von Wasser um 0,93 °C auf -0,93 °C.
Siedepunkterhöhung
Der Siedepunkt einer Flüssigkeit ist die Temperatur, bei der ihr Dampfdruck dem atmosphärischen Umgebungsdruck entspricht. Da der D…
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