Wasser - Wasserstoff - Redoxvorgang

18. Das Wasser als Lösungsmittel

Der Lösungsvorgang.

Kochsalz, Kalisalpeter, Ammoniumnitrat und Soda (wasserfrei) werden in Wasser gelöst. Kontrolliere dabei die Temperatur.

Dampfe ein paar Tropfen einer Salzlösung auf einem Objektträger oder Diadeckglas ein. (Zur Projektion geeignet)

Erwärme eine Kochsalz- und Kalisalpeterlösung und gib Salz dazu, bis ein Bodenkörper zurückbleibt. Kühle einen Teil der Lösung rasch ab.

Eine Zuckerlösung wird durch Destillation getrennt. Geschmacksprobe vor und nach dem Destillieren.

Lösung: einheitliches Gemenge von Lösungsmittel und gelöstem Stoff.

Gesättigte Lösung: in der Lösung hat der gelöste Stoff die Grenze der Löslichkeit erreicht.

Bodenkörper: Abscheiden eines Feststoffes (=Niederschlag, Fällung) aus einer gesättigten Lösung

Wasser ist in Natur, Haushalt und Technik das wichtigste Lösungsmittel. Wird ein Feststoff, z.B. Zucker, in Wasser gebracht, so verteilen sich die Feinteilchen des Feststoffs, die Zuckermoleküle, im Lösungsmittel Wasser. Im Sinne des Dalton-Modells vermischen sich die Zuckermoleküle mit den Wassermolekülen. Dabei entsteht ein einheitliches Gemisch, die Lösung. Geben wir laufend Zucker in das Wasser, so tritt einmal der Punkt ein, wo sich der Zucker nicht mehr auflöst. In diesem Fall haben wir eine gesättigte Lösung erhalten. Der am Boden des Gefäßes ungelöste Feststoff wird Bodenkörper genannt. Die Masse des Stoffes, die sich in einem bestimmten Volumen eines Lösungsmittels gerade noch löst, wird Löslichkeit genannt. Sie ist von der Temperatur des Lösungsmittels abhängig (Abb. 18.3). Bei der Lösung spielt die Wärmebewegung der Lösungsmittelteilchen und der Feststoffteilchen eine Rolle. Sie führt zur langsamen Durchmischung beider Stoffe (Diffusion).

Durch Umrühren kann der Lösungsvorgang beschleunigt werden. Beim Auflösen eines Stoffes kann Erwärmung (Lösungswärme positiv) oder Abkühlung (Lösungswärme negativ) eintreten. Die Lösungswärme einiger Stoffe zeigt Tabelle 14.

Tabelle 14: Lösungswärme wichtiger Stoffe (kJ / mol)

Schwefelsäure	+ 74,58 kJ	Kochsalz	- 4,020 kJ
Ätznatron	+ 42,32 kJ	Ammoniumchlorid	- 15,92 kJ
Soda, wasserfrei	+ 23,56 kJ	Kristallsoda	- 67,88 kJ
Calciumchlorid, wasserfrei	+ 75,42 kJ	Glaubersalz	- 77,25 kJ

Lösungsmittel und gelöster Stoff können durch Verdampfen des Lösungsmittels wieder getrennt werden (). Durch Destillieren kann der flüchtige Stoff vom weniger flüchtigen getrennt werden (Abb.18.1).

Destillationsanlage im Labor eines Alchemisten

18.1 Links: Destillationsanlage um 1906. Rechts: Schematislche Darstellung einer Destillationsanlage.

Abhängigkeit der Löslichkeit von Temperatur und Druck.

Destillation: Trennung der Lösungsbestandteile durch Verdampfen und Wiederkondensation.

Die Löslichkeit der meisten Feststoffe nimmt mit steigender Temperatur des Lösungsmittels zu (Abb. 18.3). Die Temperaturabhängigkeit des Lösungsvorgangs ist für einen Stoff typisch. Während sich die Löslichkeit von Kochsalz mit steigender Temperatur kaum ändert, nimmt die des Salpeters sehr stark zu.

Die Lösung von Gasen in einer Flüssigkeit wird Absorption genannt. Sie nimmt mit steigendem Druck zu und fällt mit ansteigender Temperatur. Dies ist ein allgemeingültiges Gesetz.

Einfluß der Temperatur auf die Löslichkeit

18.3 Einfluss der Temperatur auf die Löslichkeit

18.2 Lösung von Zucker in Wasser. Wenn die Löslichkeit überschritten ist, fällt ein Bodenkörper aus. Aus dem Bodenkörper diffundieren Moleküle in das Lösungsmittel, gleichzeitig gehen Zuckermoleküle aus der Lösung in den Bodenkörper über. Es herrscht ein Gleichgewichtszustand.

18.4 Löslichkeit von Gasen in Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur bei konstantem Druck.

Lösen ist ein Zerteilungsvorgang (Teilchenmodell!)

Die Bedeutung des Lösungsvorgangs für Lebewesen.

Löslichkeit ist abhängig von Temperatur und Druck.

Lösungswärme: Temeraturänderung des Lösungsmittels durch Energieumsatz beim Lösen.

Verdünnte Lösung = wenig gelöster Stoff im Lösungsmittel. Konzentrierte Lösung = viel gelöster SToff im Lösungsmittel.

Als Lösungsmittel für Nährstoffe und andere lebenswichtige Stoffe hat das Wasser in den Geweben der Lebewesen die Aufgabe eines Transportmittels zu erfüllen. Für die Wassertiere ist der in Wasser gelöste Sauerstoff lebenswichtig. Sie nehmen den Sauerstoff mit den Kiemen oder direkt über die Haut auf. Durch Kühlwasser von Kraftwerken oder Fabriken kann Flußwasser aufgewärmt werden; dies hat zur Folge, dass der Sauerstoffgehalt der Flüsse sinkt (Abb. 18.4). Um die Wassertiere, insbesondere die Fische, vor Schaden zu bewahren, darf Flußwasser durch Einleiten von Kühl- oder Abwasser nicht über 28°C aufgewärmt werden. Verheerende Folgen (Massensterben von Fischen) hat es, wenn sich im Wasser Giftstoffe aus Abwässern oder als Folge von Fäulnisprozessen auflösen.

Warum schäumt Mineralwasser (Bier, Sekt) auf, wenn die Flasche geöffnet wird? Vergleiche Abb. 18.4

Gib zu Mineralwasser in einem Rg einen angewärmten Nagel. Erkläre deine Beobachtungen. Vergleiche Abb. 18.4.

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