Question 1

Warum weichen nichtideale flüssige Lösungen vom Raoult'schen Gesetz ab?

Accepted Answer

Nicht-ideale Lösungen weichen aufgrund von Unterschieden in den molekularen Wechselwirkungen zwischen gelöstem Stoff und Lösungsmittel von Raoult's Gesetz ab. Starke gelöster Stoff-Lösungsmittel-Wechselwirkungen senken den Dampfdruck, was zu einer negativen Abweichung führt, während schwache Wechselwirkungen den Dampfdruck erhöhen, was zu einer positiven Abweichung führt. Diese Abweichungen treten auf, weil reale molekulare Kräfte sich von den Annahmen idealer Lösungen unterscheiden.

Question 2

Was verursacht positive versus negative Abweichungen im Dampfdruck der Lösung?

Accepted Answer

Positive Abweichung tritt auf, wenn die Lösungsmittel-Lösungsmittel-Wechselwirkungen schwächer sind als die Lösungsmittel-Lösungsmittel- und Lösungsmittel-Lösungsmittel-Wechselwirkungen, was den einzelnen Dampfdruck erhöht. Negative Abweichung resultiert aus starken Lösungsmittel-Lösungsmittel-Wechselwirkungen, die den einzelnen Dampfdruck senken. Zum Beispiel zeigen Ethanol-Wasser-Lösungen eine positive Abweichung, während Aceton-Chloroform-Lösungen eine negative Abweichung aufweisen.

Question 3

Was ist eine azeotrope Zusammensetzung und wie verhält sie sich?

Accepted Answer

Eine azeotrope Zusammensetzung ist der spezifische Molenbruch, bei dem flüssige und Dampfphasen im Gleichgewicht identische Zusammensetzungen haben. An diesem Punkt verhält sich das System wie eine reine Komponente und siedet bei einer konstanten Temperatur. Die Blasenpunkt- und Taupunktlinien schneiden sich an der azeotropen Zusammensetzung auf einer Temperatur-Zusammensetzungs-Phasendiagramm.

Question 4

Wie unterscheiden sich Mindestsiede- und Höchstsieder-Azeotrope?

Accepted Answer

Mindestsiedende Azeotrope treten in Systemen mit positiver Abweichung auf und erscheinen bei der niedrigsten Siedetemperatur, bei der sich Blasen- und Taupunktlinien schneiden. Höchstsiedende Azeotrope bilden sich in Systemen mit negativer Abweichung bei der höchsten Siedetemperatur. Ein Beispiel für ein mindestsiedendes Azeotrop ist 96% Ethanol und 4% Wasser, das bei 78,2°C siedet.

Question 5

Was stellen die Taupunkt- und Blasenpunktlinien auf einem Phasendiagramm dar?

Accepted Answer

Die Blasenpunktlinie repräsentiert die Temperatur, bei der sich während des Erhitzens eines flüssigen Gemisches die erste Dampfblase bildet. Die Taupunktlinie zeigt die Temperatur an, bei der Dampf zu kondensieren beginnt. Diese Linien schneiden sich bei der azeotropen Zusammensetzung in nichtidealen Lösungen, was anzeigt, wo flüssige und Dampfphasen identische Molenbrüche haben.

Question 6

Wie zeigt die Aceton-Chloroform-Lösung eine negative Abweichung?

Accepted Answer

Die Aceton-Chloroform-Lösung zeigt eine negative Abweichung, da starke Lösungsmittel-Lösungsmittel-Wechselwirkungen den individuellen Dampfdruck beider Komponenten unter die nach Raoult's Gesetz vorhergesagten Werte senken. Dies führt zu einem Gesamtdampfdruck, der niedriger ist als erwartet, was zeigt, wie molekulare Wechselwirkungen, die stärker sind als ideale Annahmen, die Flüchtigkeit in realen Lösungen reduzieren.

Question 7

Warum werden Azeotrope als konstante Siedelösungen bezeichnet?

Accepted Answer

Azeotrope werden als konstant siedende Lösungen bezeichnet, weil sie bei einer festen Temperatur sieden, ohne die Zusammensetzung zu verändern. Am azeotropen Punkt haben flüssige und Dampfphasen identische Molenbrüche, sodass sich das System wie eine reine Komponente verhält. Diese einzigartige Eigenschaft bewirkt, dass Azeotrope während des gesamten Prozesses bei konstanter Temperatur sieden.

Nichtideale Zweikomponenten-Flüssigkeitslösungen

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