Physikalische Chemie T Fos

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1 Physkalsche Cheme T Fos ISCHPHSEN.... ZUSENSETZUNG VO ISCHPHSEN.... EXTENSIVE - UND INTENSIVE GRÖßEN Partelles olvolume V m DS ROULTSCHE GESETZ KOLLIGTIVE EIGENSCHFTEN De Sedeuktserhöhug De Gefreruktseredrgug... 5 Der osmotsche Druck Umkehrosmose....5 ISCHUNGEN VON FLÜSSIGKEITEN Ideale schuge vo Flüssgkete Reale Flüssgketsmschuge DS HENRYSCHE GESETZ Wetere Koeffzete Sete -

2 Physkalsche Cheme T Fos schhase. Zusammesetzug vom schhase We wr us mt schhase beschäftge, so beötge wr gabe, we vel z.. vo eem Stoff, eem Stoff oder Stoff C sch der schhase befde. I Chemkalekataloge (z.. erck) fde wr de gabe Ethaol 96%, Essgsäure 30% oder Schwefelsäure 96%. Wr sreche vo eem Gehalt vo 96%, 30% etc.. estes bezeht sch dese gabe auf de asseatel w m /m. So bestehe 00g deser Schwefelsäure aus 96g 00% Schwefelsäure ud 4g Wasser. e der Essgsäure fdet sch uter der Sezfkato och (w/v) was bedeutet, dass es sch her der Gehalt vo 30% auf de assekozetrato β m / V bezeht. So ethalte her 00 ml Essgsäure 30% (be0 C) 30g 00% Essgsäure. em lkohol fdet sch uter der Sezfkato och (v/v). Des bedeutet, dass es sch her der Gehalt vo 96% auf de Volumekozetrato σ V / V bezeht. So ethalte her 00ml Ethaol 96% (be 0 C) 96 ml Ethaol 00%. ezoge auf de sost üblche gabe asseatele habe wr auf 00 g Ethaol 96% 93,8 g Ethaol 00% ud 6, g Wasser Zusammesetzug vo schhase ach DIN 30 eeug - atel - kozetrato asse m m β ω m V -verhälts ξ m, k m k m, m K, m asse der Komoete,k bzw. Gesamtmasse g bzw. kg Volume V V ϕ σ V V 0 ψ V, k V k V,V k, V 0 Volume der Komoete, k, Summe aller Telvolume dm 3,m 3 Stoffmege x c V r, k k, k, Stoffmege der Komoete, k bzw. Summe aller Stoffmege mol Telche N N X C N V R, k N N k N, N k, N Telchezahl der Komoete, k bzw. Summe aller Telchezahle olaltät b m k Tabelle - Sete -

3 Physkalsche Cheme T Fos V 0 st das Gesamtvolume vor dem schugsvorgag, währed V das Gesamtvolume ach dem schugsvorgag bedeutet. Das Gesamtvolume der schhase errechet sch wege eer möglche Volumekotrakto bem sche cht mmer aus der Summe aller Telvolume. Vo de her dargestellte öglchkete werde wr häufg de Stoffmegeatel x de Stoffmegekozetrato c ud de olaltät b beutze Umrechug asseatel - Stoffmegeatel asseatel ω m m m + Stoffmegeatel x + Stoffmege m asse m * bletug: asseatel m * ω m+ m x *( + ) x *( + ) * + * ω ω x x * ( x * x* ( + ) * + ) * + x ( + * + x * * ) * Stoffmegeatel x + m ω(m + m ) m m m + ω (m m ) m + x ω(m + m ) ω(m + m ) ω (m + m ) + ω x ω ω + Sete -3

4 Physkalsche Cheme T Fos. Extesve - ud tesve Größe We wr e System beschrebe, so verwede wr herzu etsrechede Größe we Druck, Temeratur T, Volume V, asse m etc. e dese Größe st zwsche Extesve Größe ( ddtve Größe ud Itesve Größe ( Ncht addtve Größe) zu uterschede. Extesve ud tesve Größe Extesve Größe Itesve Größe Dese Größe verdoel hre Wert, we zwe gleche Systeme zu eem eue System veregt werde Volume, V asse, m ere Eerge, U Ethale, H Free Eerge, F Free Ethale, G Etroe, S Dese Größe behalte hre Wert, we zwe gleche Systeme zu eem eue System veregt werde Druck, Temeratur, T Dchte, ρ Stoffmegekozetrato, c Oberflächesaug, σ olare Größe z.. molare asse, Sezfsche Größe z.. ere Eerge, h Tabelle - De her dargestellte Egeschafte addtver extesver Größe ka ma beschrebe mt : k V V + V +... Vk * Vm, + * Vm, +... k * Vm, k * Vm, k U U + U +... Uk * Um, + * Um, +... k * Um, k * Um, k H H + H +... Hk * Hm, + * Hm, +... k * Hm, k * Hm, V Volume V Volume der Komoete (extesve Größe), V m olvolume (tesve Größe) Sete -4

5 Physkalsche Cheme T Fos aalog dazu st de ere Eerge U, de Ethale H ud... zu sehe. We bem deale Gas muss ma jedoch auch her Eschräkuge mache. De obge Glechuge gelte ur für deale schuge; d.h. für schuge be dee de Wechselwrkuge eem System bestehed z.. aus de oleküle ud glech sd: Für deale schuge sd de Wechselwrkuge steht für Wechselwrkuge olvolume eer deale schug am esel ethaol/ethaol Solche deale schuge sd z.. flüssger Sauerstoff ud flüssger Stckstoff, ethaol ud Ethaol, Peta, Hexa, Heta, also chemsch sehr ählche aufgebaute Stoffe. Dagramm - e der deale schug glt für das mttlere olvolume V m : V m m x * Vm, + x * V, +... Peta ud Hexa lasse sch sehr lecht msche, aber wll ma de ree Stoffe weder solert habe st der Vorgag cht ohe gewsse ufwad z.. Destllato weder rückgägg zu mache. Des lässt sch gut eem Dagramm be dem de free schugsethale G schug gege de Zusammesetzug (Stoffmegeatele x) aufgetrage st deutlch mache. Sete -5

6 Physkalsche Cheme T Fos e eer deale schug ergebe sch kee schugseffekte ( V 0 ud H 0) Ideale schug Free schugsethale esel Hexa, Heta Gbt ma dagege Lter Wasser zu Lter absolutem lkohol so erhält ma cht Lter schug soder ur,9 Lter schug a ka u ee Etelug vorehme deale schuge ud schuge be dee starke Wechselwrkuge zwsche ud vorlege ud schuge be dee schwache Wechselwrkuge zwsche ud vorlege. Dagramm - G>0 G0 G<0 T*S H 0 G x 0 0,5 x Efache Etelug: > ud daraus folgt Überazehug Das erhaltee Volume eer schug st kleer als erwartet ( V < 0) ud es wrd Wärme fre ( H < 0 exotherm ). Erklärug: V Exermetell - V deal < 0 G>0 "Überazehug" Free schugsethale T*S E tysches esel mt starker Wärmeetwcklug stellt das System Schwefelsäure - Wasser dar. G0 G<0 H G Dagramm -3 x 0 0,5 x x 0,5 x 0 Sete -6

7 Physkalsche Cheme T Fos e der "Uterazehug" mmt das Volume bem Vermsche zu ( V > 0) ud es wrd der Umgebug Wärme etzoge ( H > 0 edotherm ). "Uterazehug" Free schugsethale esel ceto / Schwefelkohlestoff e der "Uterazehug" wrd der Regel uterhalb eer gewsse Temeratur (wrd auch krtsche Temeratur geat) Etmschug etrete, es kommt zur schugslücke. De olekularbewegug recht cht mehr aus um de bstoßugskräfte zu komesere e reale schhase trtt folge der Zwschemolekulare Kräfte ZK bem Vermsche der Komoete ee cht leare Volumeäderug auf. G>0 G0 G<0 H T*S G Dagramm -4 x 0 0,5 x x 0,5 x 0.. Partelles olvolume V m lebe wr be dem esel Ethaol - Wasser. Gebe wr zu eer große ege reem Ethaol mol Wasser, so müsste das Volume deser schug um 8 cm 3 zuehme. Tatsächlch mmt das Volume jedoch ur um 4 cm 3 zu. a bezechet deses Volume als artelles olvolume V m vo Wasser Ethaol Das artelle olvolume V m st defert als arteller Dfferetalquotet δ V/δ be kostatem Druck, Temeratur, sowe kostate Komoete j. Vm δ δ V, T, j De Dfferez zwsche V m, - V m, wrd mt V E m molares E Zusatz- oder Exzeßvolume bezechet. V m, Vm, Vm, I userem esel 4 cm 3 /mol - 8 cm 3 /mol 4 cm 3 /mol Sete -7

8 Physkalsche Cheme T Fos Ethaol + 8 cm 3 Wasser schug + 4 cm 3 olvolume vo Ethaol Wasser als Fukto des Stoffmegeatels x Partelles olvolume vo Wasser ud Ethaol Dagramm -5 Dagramm -6 V m st der Regel exermetell zu bestmme. Sete -8

9 Physkalsche Cheme T Fos e eer deale schug (her am esel vo Komoete) köe wr schrebe : V * Vm, + * Vm, V * V m, Für reale schuge ka ma fast aalog schrebe : V * Vm, + * Vm, V, * V m stelle des molare Volumes V m, st her das jewelge artelle molare Volume V m, ezusetze (exermetell ermttel). rbetet ma leber mt dem mttlere molare Volume V m so setze wr astelle de Stoffmege de Stoffmegeatele x e. V x + x * V m * Vm, x * Vm, V m m, etrachte wr das Dagramm der artelle olvolume vo Ethaol ud Wasser (Fole) so st zu erkee, dass de Äderuge gegeläufg sd. De Folgerug st der Gbbs - Duhemsche ezehug zu fde: * dvm, + * dvm, 0 oder * dv m, 0 De her dargelegte Überleguge zu de schhase köe vom Volume auf adere Größe übertrage werde: U m, * m, olare ere Eerge U H m, * m, olare Ethale H olare Wärmekaaztät C, m, * C, m, Für de raktsche Ermttlug deser Volumeäderug st es u messtechsch cht svoll zu eer große ege (z.. Ethaol) ee klee ege (z.. Wasser) E zuzugebe ud da och ee kleere Volumedfferez V m, Vm, Vm, ermttel zu wolle. I der Praxs lasse sch de Dchte vo Flüssgkete sehr geau ermttel. De erechuge erfolge über Dchteäderuge. Sete -9

10 Physkalsche Cheme T Fos.3 Das Raoultsche Gesetz Jede Flüssgket hat be gegebeer Temeratur ee bestmmte Damfdruck. Der Damfdruck eer schug hägt vo der Temeratur, aber auch vo der Zusammesetzug der schug ab. Hadelt es sch herbe um ee deale schug (schugsethale 0, Exzeßvolume 0) so glt das Gesetz vo Raoult: x * 0, 0 x Partaldruck der Komoete Damfdruck der ree Komoete Stoffmegeatel der Komoete De Damfdruck der Komoete, erhält ma aus dem Damfdruck der ree Komoete, multlzert mt dem Stoffmegeatel x deser schug. Hadelt es sch ur um Komoete glt für aalog: x * 0, oder allgeme x 0, * Dagramm -7 e reale schuge trete mehr oder mder große bwechuge vo desem Gesetz auf, de auf das Prz der zehugskräfte - > / (- + -) oder - < / (- + -) zurückzuführe sd. Das Raoultsche Gesetz wrd für dese Fälle mt eem ktvtätskoeffzete γ erwetert. γ * x * 0, Das Raoultsche Gesetz st ee wesetlche Grudlage für de erechug vo Damfdrucke dealer Flüssgkete z.. be der Destllato. derersets st das Raoultsche Gesetz aber auch awedbar auf Lösuge, d. h. auf schuge be dee ur ee Komoete ee (messbare) etrag zum Damfdruck lestet (Lösugsmttel) ud de. Komoete kee merklche Damfdruck hat (Orgasche Stoffe, Salz etc.). Sete -0

11 Physkalsche Cheme T Fos Überscht schuge a) Gesamtdamfdruck eer deale schug b + c) Gesamtdamfdruck mt a) egatve, b) ostve bwechuge. d) Damfdruck eer deale Lösug deale schug 0 Überazehug x * 0 x * 0 x * 0 x * 0 x 0 0,5 x x 0 0,5 x Uterazehug deale Lösug x * x 0 0,5 x x 0 0,5 x Dagramm -8.4 Kollgatve Egeschafte em Raoultsche Gesetz habe wr berets Lösuge agesroche. Herbe trägt ur das Lösugsmttel zum Damfdruck be, währed der gelöste Stoff verachlässgt werde ka. De gelöste Stoffe habe ee Efluss auf de Sede- ud Erstarrugsukte deser Lösuge. De Eflüsse häge ur vo der zahl der Telche cht aber vo der rt der Telche ab. Dese ussage glt auch für de osmotsche Druck. Sete -

12 Physkalsche Cheme T Fos kollgatve Egeschafte (lat. collgere sammel) a ka ur m, T - Dagramm de Damfdruck des Lösugsmttels ud der Lösug aufzege oder eem µ, T - Dagramm das chemsche Potetal des Lösugsmttels ud der Lösug ezeche. I bede Fälle st lecht de Gefreruktseredrgug ud de Sedeuktserhöhug für de Lösug zu erkee. Phasedagramm mt Gefreruktseredrgug ud Sedeuktserhöhug Dagramm -9 Chemsche Potetal µ Rees Lösugsmttel ud Lösug chemsches Potetal, µ µ Lsg. µ. + R * T * l x. Ree Substaz Lösug für das ree Lösugsmttel st x. somt wrd über R * T *l. 0 x Festkörer Flüssgket Für x. < also für ee tatsächlche Lösug wrd R*T*l x. egatv ud somt st µ Lsg < µ Schmelzukt verrgert Sedeukt erhöht Gas Dagramm -0 Temeratur, ϑ Sete -

13 Physkalsche Cheme T Fos.4. De Sedeuktserhöhug De Sedeuktserhöhug steht m Zusammehag mt der Kozetrato des gelöste Stoffes. T Sedeukt f (c) Der Zusammehag wurde zuächst emrsch gefude. De Proortoaltätskostate wrd als ebulloskosche Kostate bezechet. Ebulloskoe estmmug des olekulargewchts TSedeukt Es * c Es * b E s ' molare ebulloskosche Kostate E s molale ebulloskosche Kostate Dese Kostate st ur vom Lösugsmttel, aber cht vo der rt des gelöste Stoffes abhägg. Des glt ur für klee Kozetratoe, wo ma fast mmer vo eer deale Lösug (Raoultsches Gesetz) ausgehe ka. Ebulloskosche Kostate E s K*kg*mol - jewels am Normalsedeukt T S Substaz E S [K kg mol - ] Substaz E S [K kg mol - ] Wasser 0,53 ethaol 0,83 Ethaol,0 ceto,7 ezol,63 Ntrobezol 5,7 Tabelle -3 a ka mt der Kets deser Kostate eersets de Sedeuktserhöhug be eer bestmmte gelöste Stoffmege bereche, aderersets ud her wesetlcher st de öglchket mt Hlfe deser Kostate de molare asse des gelöste Stoffes zu bestmme. bletug: Um de Zusammehäge abzulete, beötge wr eersets das Raoultsche Gesetz ud aderersets grefe wr weder auf de Clausus - Claeyrosche - Glechug zurück. Für e Zwestoffgemsch glt: * + x 0, x 0, * Gesamtdamfdruck Lösugsmttel, gelöster Stoff st der Damfdruck des gelöste Stoffes verachlässgbar, verefacht sch de ezehug zu 0, * x ud we x + x glt x x Sete -3

14 Physkalsche Cheme T Fos somt ka ma auch schrebe ( ) 0, * x 0, * x * 0, x 0 0 weterh steht der olebruch mt der Stoffmege m Zusammehag über: x + Für sehr verdüte Lösuge ka m Neer verachlässgt werde, m weterh glt m 0 m a) x x m m * m * * m a ka also mt Hlfe des Raoultsche Gesetzes über de Damfdruckeredrgug de molare asse des gelöste Stoffes bestmme. b) st ma sch cht scher, ob verachlässgt werde darf, glt: * + * 0 * * ( 0 ) * m ( 0 ) * m * ( 0 ) * * m * m Für de estmmug über de Sedeuktserhöhug legt ma de Clausus-Claeyrosche- Glechug zugrude. d H m, Verdamfug V m,flüssgket ka gege V m,gas verachlässgt werde ud dt T *( Vm, Gas Vm, Flüssgket ) für das molare Gasvolume wrd das deale Gasgesetz agewadt * Vm R * T d H m, Verdamfug * Für verdüte Lösuge darf ma aehme, dass Veräderug dt R * T des Damfdruckes mt der Temeratur aalog mt der des ree Lösugsmttels verläuft. ( ) ( ) Lsg Sehe auch Dagram Sedeuktserhöhug. T T Sete -4

15 Physkalsche Cheme T Fos H m, Verd. R * T * T T * R * T * H m, Verd. 0 * m R * T T H * * * m m, Verd. ebulloskosche Kostate zusammegefasst. De kostate Werte deser Glechug werde zu der E s R * T H * m, Verd. T E s * Es * b m E s m * m Umgestellt ach st somt de molare asse des gelöste Stoffes ermttelbar Es * m T * m R * T H * m, Verd. m * T * m De Sedeuktserhöhug am Sedeukt st jedoch messtechsch cht besoders gut ermttelbar. esser st es auf gergere Temerature zu gehe. Durch uterschedlche Kodesatosethale be Lösug ud Lösugsmttel ergebe sch messbare Temeraturuterschede de ebefalls zur estmmug der molare asse geutzt werde köe. (Versuch Damfdruckosmometer: Her wrd mt eer Substaz mt bekater molarer asse ud bekatem Lösugsmttel ee Echkurve aufgestellt, so dass H mverd be der esstemeratur cht bekat se muss).4. De Gefreruktseredrgug De Gefreruktseredrgug hägt ebefalls (we de Sedeuktserhöhug) mt der Damfdruckeredrgug zusamme. a ka aalog für de Zusammehag mt der Kozetrato schrebe. T Gefreru kt f (c) Der Zusammehag wurde zuächst ebefalls emrsch gefude. De Proortoaltätskostate wrd her als kryoskosche Kostate bezechet. TGefreru kt K f * c K f * b K f molare kryoskosche Kostate K f molale kryoskosche Kostate T Gefrerukt ( T G ) st egatv, es wrd jedoch mest ur der etrag agegebe. Dese Gefreruktseredrgug st ur vom Lösugsmttel ud der Telchezahl, aber cht vo der rt des gelöste Stoffes abhägg. Selbstverstädlch glt des ur für klee Kozetratoe, be dee ma fast mmer vo eer deale Lösug ( Raoultsches Gesetz) ausgehe ka. Sete -5

16 Physkalsche Cheme T Fos Kryoskosche Kostate K F K*kg*mol - jewels am Schmelzukt T Sm. Substaz K f [K kg mol - ] Sm. [ 0 C] Substaz K f [K kg mol - ] Sm. [ 0 C] Wasser,86 0 ezol 5, 5,4 Ntrobezol 6,9 5,7 Nahthal 6,8 80 Camher Tabelle -4 t deser Kostate ka ma u weder de Gefreruktseredrgug be eer bestmmte gelöste Stoffmege bereche oder de molare asse des gelöste Stoffes bestmme. Sehe auch Rehet eer Substaz über de Schmelzuktsbestmmug. Chemker - Kaleder d - Camher Sm 76,3 C Sd/Subl.09, C Für de bletug verwede wr weder das Raoultsche Gesetz ud de Clausus - Claeyrosche - Glechug. 0 0 m * m * 0 * m * * m De Clausus - Claeyrosche - Glechug wrd für de Gefreruktseredrgug der Form beötgt d H m, Sub lm ato V Feststoff ka gege V Gas verachlässgt werde ud V m,gas ka dt T ( Vm, Gas Vm, Feststoff ) weder R*T/ gesetzt werde d H * dt R * T H m, Sub * T R * T T m m, Sub Für klee Temeraturdffereze ka ma setzte ( ) ( ) Lsg * R * T T * H m, Sub 0 * 0 T Da der Gefrerukt ur weg abgesekt wrd, ka ma de Verdamfugsethale als Temeratur uabhägg betrachte ud subtrahere H m,schm H m,sub -H m,verd.. Für de Gefreruktseredrgug erhält ma somt: R * T H * * * m T De kostate Werte deser ezehug werde zu der m, Sch kryoskosche Kostate zusammegefasst. K f R * T * T K f K f b H m m, Sch Sete -6

17 Physkalsche Cheme T Fos Umgestellt ach st somt de molare asse des gelöste Stoffes ermttelbar m m K f b m * T m * m Versuch Gefreruktseredrgug: m / m achsehe warum cht b b m / k.4.3 Der osmotsche Druck We wr eer Salzlösug rees Wasser überschchte, so werde de Ioe des Salzes als Folge hrer thermsche ewegug das Wasser edffudere. Umgekehrt wrd aber auch Wasser de Salzlösug edffudere. Dffuso Salzlösug - Wasser Tree wr bede Lösuge durch ee halbdurchlässge Schcht. (z.. köe de "Löcher" der embra so kle se, dass ur Wasser, cht aber de hydratserte Ioe hdurch dffudere köe.) Gehe wr weder ee Schrtt zurück. I bede Gefäße befdet sch Wasser, das Salz oder e aderer Stoff st och cht zugegebe. Es werde u geauso vele Wassermoleküle vo lks ach rechts, we vo rechts ach lks dffudere. Dffuso Wasser Wasser Löse wr dem rechte Gefäß ee Stoff, der cht durch de embra dffudere ka, so werde mehr Wassermoleküle vo lks ach rechts dffudere als umgekehrt. Dagramm - Sete -7

18 Physkalsche Cheme T Fos I userem esel wrd sch über de Volumezuahme e hydrostatscher Druck aufbaue, der deser Dffuso etgegewrkt. Im Glechgewchtszustad etsrcht deser hydrostatsche Druck dem osmotsche Druck π. De ezehug, de va t Hoff Π c * R * T emrsch gefude hatte, lässt sch aus dem chemsche Potetal µ des Lösugsmttels ablete. µ Lsg µ + R * T *l. Damfdruck des Lösugsmttels 0, 0,. Damfdruck des ree Lösugsmttels oder be deale Lösuge über das Raoultsche Gesetz x 0, µ µ + R * T * l x Für rees Lösugsmttel st x ud somt l x 0 Lsg Für ee Lösug st x < somt wrd l x egatv. Dese Potetaldfferez zwsche Lösugsmttel ud Lösug ka auch über de osmotsche Druck Π formulert werde ( Lsg )* Vm, Π * Vm, R* T * l x Steht u ee Lösug m embrakotakt zu hrem Lösugsmttel glt zuächst µ > µ Lsg wel µ > µ + R*T*l x ud her R*T*l x egatv st µ Lsg E Glechgewcht ka sch jetzt ur da estelle, we e aderer Efluss wrksam wrd, der das chemsche Potetal der Lösug weder auf das des Lösugsmttels ahebt. e kostater Temeratur kommt her ur och der Druck möglch. µ µ + ( Lsg )* Vm R * T *l x +, ( Lsg - ) Π osmotscher Druck Für de Glechgewchtsbedgug ka ma µ elmere, so dass - R T l x π V m Über x (gelöster Stoff) - x ud für verdüte Lösuge glt: l x l (- x ) - x z.. x 0,0 l (l-x ) - 0,0005 R * T * x Π * V m, x Π R * T V m, c V * V m, x V m, Sete -8

19 Physkalsche Cheme T Fos ud mt x /V m, c erhält ma schleßlch das vo va t Hoff gefudee Grezgesetz für verdüte deale Lösuge: Π c * R * T c V Lsg V für verdüte Lösug V V m, VLsg c * V m, << x c x V m, Hadelt es sch be dem gelöste Stoff um Salze, muss och der va t Hoffsche Faktor für de Dssozato berückschtgt werde. α Dssozatosgrad va t Hoffscher Faktor ( α ) + ν * α ν möglche Telche ro olekül π * c * R * T Der osmotsche Druck st u ebefalls ur vo der zahl der gelöste Telche, dem Lösugsmttel, cht aber vo der rt der gelöste Telche abhägg. Der osmotsche Druck selt der Natur ee große Rolle (Wassertrasort Pflaze durch osmotsche Druck; osmotscher Druck Körerflüssgkete). Wr köe de osmotsche Druck u ebefalls zur estmmug der molare asse beutze. Im Gegesatz zur Gefreruktseredrgug ud zur Sedeuktserhöhug st es mt dem osmotsche Druck möglch de molare asse hocholymerer Verbduge zu ermttel. esel: Nehme wr emal a, dass ma ee molare Lösug och als deale Lösug betrachte köte, so ergbt sch aus der va t Hoffsche Glechug: mol *8,34J * 98K J *Nm *000L Π c * R * T L * K * mol L *J *m Π N/m Pa 4,77 bar d. h. de her auftretede Drucke sd erheblch. us desem Htergrud wrd auch verstädlch, dass z.. ee 0,9% sotosche Kochsalzlösug * der edz cht efach durch Wasser ersetzt werde ka. De lutkörerche, Zellwäde etc. würde latze (ud be zu hoher Elektrolytkozetrato schrumfe). * etsrcht etwa 7,7 bar Sete -9

20 Physkalsche Cheme T Fos Osmotscher Druck eer Saccharoselösug Wasser be 93 K (0 0 C) olaltät Kozetrato Gemesseer Druck erecheter Druck ach Formel () erecheter Druck ach Formel () mol/kg mol/dm 3 bar bar bar 0, 0,098,6,39,47 0, 0,9 5,3 4,69 5,53 0,3 0,8 7,7 6,89 7,9 0,4 0,379 0,30 9,0 0,40 0,5 0,453,90,00,80 0,6 0,533 5,60 3,00 5,0 0,7 0,60 8,40 4,90 7,60 0,8 0,685,0 6,70 0,00 0,9 0,757 4,00 8,40,40,0 0,85 7,00 0,0 4,80 Tabelle -5 () Π c * R * T () R * T *l x Π V m, Zur Ermttlug der molare asse setzte wr für c /V ud für m/ Π c * R * T m * R * T * R * T V V * Lsg Lsg m * R * T π * V esel: Wr habe 0 g Polymer Lter Lsg gelöst. Der osmotsche Druck wurde mt 000 Pa (N/m ) bestmmt (etsrcht be Wasser 0 cm Wassersäule). Π β Kozetratosabhäggket der reduzerte osmotsche Drucke π/β ees Polymethylmethacrylats verschedee Lösugsmttel be 0 C. 0g *8,34J * 98K 000Pa * K * mol *L 0g * m *8,34Nm * 98K *000L 3 000N * K * mol *L *m 4775 g/mol 5000 g/mol e raktsche essuge trägt ma II/ß gege ß auf ud extraolert auf ß 0 um de bwechug vom Ideale Verhalte zu elmere. (ß assekozetrato m / V Lsg ) Dagramm - Sete -0

21 Physkalsche Cheme T Fos m Π ρ g h g 9,8 s Π c * R * T * R * T V Lsg m V Lsg * R * T * β * R * T Π β R *T R *T 0Pa * m kg 3 0N * m m 3 *kg * kg *000g 0,0N * m g R *T *g 0,0N * m 8,34N * m * 93K *g K * mol*0,0n * m 800 g mol 000Dalto.4.4 Umkehrosmose Ist de Druckdfferez zwsche zwe Flüssgkete kleer als der osmotsche Druck ( < Π) ergbt sch e Fluss etsreched dem osmotsche Druck. Wrd dagege der Druck auf der Lösugssete über de Wert des osmotsche Druckes erhöht, st de Umkehrug der Flussrchtug de Folge. Set ca. 960 sd embrae aus Celluloseacetat m Esatz be der eerwasseretsalzug. I der Praxs ergebe sch Probleme durch Verstofug der embrae, da de aufzuberetede Flüssgkete Feststoffe ethalte. De Etwcklug gg zu düere aterale mt hohem Porevolume ud mt Stützgewebe. Ee Vorregug (Fltrato) st jedoch mest erforderlch, wel sost de embrae verstofe (Foulg). Sete -

22 Physkalsche Cheme T Fos atm H O H 0 + NaCl - < Π embra atm H O H 0 + NaCl - Π embra F atm H O H 0 + NaCl - > Π embra Sete -

23 Physkalsche Cheme T Fos.5 schuge vo Flüssgkete Wr habe u Lösuge behadelt, be dee ur ee Komoete (das Lösugsmttel) ee etrag zum Damfdruck lestet. usgagsukt userer Überleguge war das Raoultsche Gesetz, de bhäggket des Damfdruckes vo der Zusammesetzug der Flüssgket. * Sehe Dagramme uter -8 Wede wr us u de schuge vo Flüssgkete zu, be dee jede Komoete ee etrag zum Damfdruck lestet..5. Ideale schuge vo Flüssgkete I eer deale schug aus zwe Flüssgkete gbt us weder das Raoultsche Gesetz de Zusammehag zwsche Damfdruck ud Zusammesetzug der Flüssgket. x 0 Gesamt Partaldamfdruck der Komoete olebruch der Komoete Damfdruck der ree Komoete Gesamtdamfdruck x * 0, x * 0, x x + Gesamt + x * 0, + x * 0, x x 0, x * 0, + x * 0, 0, + ( 0, 0, ) * x 0, + ( 0, 0, )* x I der Flüssgket st de Zusammesetzug durch de olebruch x bzw. x agegebe. Welche Zusammesetzug hat u der Damf über eer Flüssgketsmschug? a wrd u erwarte, dass be eer gegebee Temeratur de lechter flüchtge Komoete sch m Damf arechert, währed für de schwerere flüchtge Komoete de flüssge Phase de stabler st. Der Damf eer Flüssgket aus de Komoete ud setzt sch zusamme aus * Im wetere Verlauf wrd x für de olebruch der Flüssgket beutzt ud y für de olebruch m Damf Sete -3

24 Physkalsche Cheme T Fos etrachtet ma de Gashase als deales Gas ka ma ach Dalto ählch dem Raoultsche Gesetz schrebe: y * De olebrüche der Gashase ergebe sch zu y ud y De Verhältsse der Damfdrucke etsreche de Verhältsse der olebrüche der Gashase. y * x * 0, y P * P P x * a ka u für y / de für das Raoultsche Gesetz abgeletete usdrücke esetze ud ka y drekt aus dem olebruch ud de Damfdrucke der ree Komoete bereche. Des glt da, we sch de flüssge Phase mt der gasförmge Phase m Glechgewcht befdet. y x 0 ud 0 + ( o o) * x Im Glechgewcht flüssg/gasförmg. x y * 0, + ( ) * x oder x y * 0, y y + ( ) * x 0, 0, 0, a ka de Gegebehete aschaulch durch Dagramme darstelle. 0, 0, 0, 0, esel zur erechug der Damfzusammesetzug be gegebeer Flüssgketszusammesetzug Damfdruckdagramm eer deale Flüssgketsmschug be kostater Temeratur z mbar, 0 50 mbar, x x 0,5 y 0, + ( x 0, 0, 0, ) x 0,5*00 50 y 00 + (50 00) *0,5 75 0,66 Dagramm -3 Sete -4

25 Physkalsche Cheme T Fos Übugsaufgabe: Wr habe ee schug aus 00g ethaol () ud 00g Ethaol (E) vorlege. Gegebe: Damfdruck vo reem ethaol be 0 0 C,83 kpa Damfdruck vo reem Ethaol be 0 0 C 5,93 kpa Gesucht: a) de Stoffmegeatele vo ethaol ud Ethaol b) de Partaldrücke ud der Gesamtdruck c) de Stoffmegeatele vo ethaol ud Ethaol der Gashase Lösug: ethaol E Ethaol 00g * mol 00g * mol a) 3, 4mol E, 74mol 3g 46g 3,5 x 0,590 x E 0,590 0, ,5 +,74 E b) 0 5 Pa bar 000 mbar kpa 0 mbar + E x * 0, + xe * 0, E 0,590*,83kPa + 0,40*5, 93kPa 6,98kPa +,43kPa 9, 4kPa 6,98 kpa E,43 kpa 9,4 kpa c) 0,590*,83kPa y 0,74 y E - y 0,58 5,93kPa + (,83 5,93kPa)0, a) Destllato be kostater Temeratur ls esel solle zwe Flüssgkete heragezoge werde, de be 5 0 C ee Damfdruck vo 0 00 mbar ud 0 50 mbar habe. Der olebruch soll für x 0,5 ud für x 0,5 se. Wr stelle de ehälter mt deser schug ee Thermostate damt de Temeratur be 5 0 C blebt. Der ehälter wrd verschlosse ud mt eer Vakuumume der Druck vom tmoshäredruck vo 03 mbar lagsam abgesekt. e eem Druck vo 75 mbar begt de schug zu sede (Sedele). Der Damf hat ee Zusammesetzug vo Sete -5

26 Physkalsche Cheme T Fos y 0 x * 0 + ( 0 0 ) * x 0 x * 0 + ( 0 0 ) * x y 0,5*00mbar 00mbar + (50mbar 00mbar) *0,5 0,66 t y 0,66 erhalte wr de. Pukt auf der Taule Glechgewcht zwsche Flüssgket ud Damf (Werte ach Dagramm 8) Flüssgket Druck 03 mbar x 0,5 0 mmol V ml Druck 75 mbar x 0,5 0 mmol V ml Druck 70,8 mbar x 0,45 0 mmol V 0,5 ml Druck 66,8 mbar x 0,335 sehr weg V sehr kle Damf ubedeuted Druck 75 mbar y 0,66 sehr weg V sehr kle Druck 70,8 mbar y 0,587 0 mmol V 44,6 ml ( Θ ) ud 3,5 Lter be 70,8 mbar Druck 66,8 mbar y 0,5 0 mmol V 489, ml ( Θ )ud 7,4 Lter be 66,8 mbar Tabelle -6 Kodesere wr dese Damf be > 75 mbar, erhalte wr weder ee Pukt auf der Sedele (y x' ). Verdamfe wr deses Kodesat ereut, so erhalte wr Damf mt der Zusammesetzug: 0,66*00mbar y 00mbar + (50mbar 00mbar) *0,33 Durch mehrere Destllatosschrtte kommt ma schleßlch zur ree Komoete. Da wr der Flüssgket de Komoete überroortoal etehme, muss folglch de Komoete der restlche Flüssgket agerechert werde. 0,79 Sete -6

27 Physkalsche Cheme T Fos.5..b) Destllato be kostatem Druck Wchtger als de Destllato be kostater Temeratur st de Destllato be kostatem Druck, mest bem ormale Luftdruck. Sededagramm ezol,3 Dmethylbezol stelle des Damfdruckdagramms beutzt ma her das Sededagramm, welches ebefalls Sedele ud Taule ethält. e dealem Verhalte köe Se sch de Sede- ud Taule aus de Damfdrucke der ree Flüssgkete be verschedee Temerature bereche. Der Gesamtdamfdruck Gesamt st da mt 03,5 mbar kostat. Dagramm -4 x ud y werde da für de Temeraturberech zwsche de Sedeukte der ree Flüssgkete berechet. Wr beötge herfür de Damfdrucke der ree Flüssgkete desem Temeraturberech. esel: Das System ezol / m-xylol (,3 Dmethylbezol) stellt e klasssches esel eer deale schug dar. Temeratur 0 C Damfdruck vo ezol mbar Damfdruck vo m-xylol mbar 80, Tabelle -7 De am fag aus der Raoultsche Glechug abgeletete ezehug ka u zur Ermttlug heragezoge werde. + ) x ox ( 0 0x x ( T ) 0, ( ϑ) 0, X ( ϑ) 0, X ( ϑ) Sete -7

28 Physkalsche Cheme T Fos so zum esel de erechug der Werte be 90 0 C x 03,5mbar 5mbar 35mbar 5mbar ( 90 C ) 0,703 Sedet ee solche schug be 90 C ka ur ee bestmmte Zusammesetzug vorlege. t Hlfe deser Werte für x ezol (Lechter sedede Flüssgket) be verschedee Temerature köe wr jetzt de Sedele zeche. De Taule erhalte wr über Dalto für deselbe Temeratur: y x * 0( ϑ ) 0,703 35mbar y( 90 C) 0, ,5mbar ( ϑ ) Das Glechgewchtsdagramm ( x,y Dagramm ) ergbt ee wetere Darstellugsmöglchket ( kostat). Her trage wr de olebruch y des Damfes gege de olebruch x der Flüssgket auf. Es wrd mmer der olebruch der lechter sedede Flüssgket aufgetrage. Wetere, aber selteere geutzte Dagramme sd: Glechgewchtsdagramm ezol,3 Dmethylbezol schugsethale ktvtätskoeffzet free schugsethale Exzeßvolume schugsetroe Wärmekaaztät jewels gege de olebruch aufgetrage. Dagramm -5 deale schug G S Θ m,schug Θ m,schug R * T * x R * x * l x * l x Sete -8

29 Physkalsche Cheme T Fos.5.. Reale Flüssgketsmschuge e reale schuge sd u de zwschemolekulare Kräfte cht mehr glech groß. De Wechselwrkug köe u größer oder kleer se als de ree Flüssgkete,. * Sehe Dagramme 3 Überazehug ud Uterazehug Das Raoultsche Gesetz glt cht mehr bzw. es st durch Faktore, de ktvtätskoeffzete zu ergäze. γ * x * 0, γ * x ka ma zur ktvtät a zusammefasse: a De Werte für de Dagramme sd u der Regel exermetell zu ermttel. Für de Gashase ka aber ormalerwese weterh das Gesetz vo Dalto verwedet werde: y Gesamtdruck Dese bwechug vom Raoultsche Gesetz habe uswrkuge auf de Verlauf der bsher beutze Dagramme. Der ktvtätskoeffzet γ für ree Substaze, für reale schuge ka er Werte < oder auch > aehme. Er ka als Fukto des olebruchs, der Zusammesetzug agegebe werde γ f(x ). e geauerer etrachtugswese muss aber auch das Gesetz ach Dalto korrgert werde. Das reale Gasverhalte wrd da durch de Fugaztätskoeffzet f berückschtgt. 0, f y ϕ ϕ Fugaztät Der Fehler be erechuge ach Dalto legt jedoch mest uter 5%. Wll ma de Dagramme vorausbereche sd ee Rehe vo sätze möglch. sätze ach argules ud va Laar sd och relatv efach, de Wlso Glechug st scho komlexer ud de NRTL-Glechug (No-Radom-Two-Lqud) oder de UNIQUC - Glechug (UNIversal QUs-Chemcal) auch für beschräkt mschbare ud stark chtdeale Systeme verwedet werde. Sehe Praktkumversuch Phaseglechgewchte. I all dese sätze werde de Wechselwrkuge zwsche de verschedee Komoete de erechuge mehr oder weger komlex ebezoge..5.. a) Überazehug Sd de Wechselwrkuge > / ( + ) wrd der resulterede Damfdruck gerger werde als m Idealfall. Des ka ma durch ktvtätskoeffzete γ < berückschtge. De bwechuge gehe vo klee Veräderuge bs zur usbldug ees Damfdruckmmums. Sete -9

30 Physkalsche Cheme T Fos ls Folge des Damfdruckmmums erhalte wr e Sedeuktsmaxmum. esele: Substaz Sedetemeratur [ 0 C ] Zusammesetzug CHCl 3 6, re CH 3 COCH 3 56, re schug 64,5 x CHCl3 0,64 HNO 3 86 re H O 00 re schug,9 x HNO3 0,383 HCl - 85 re H O 00 re schug 08,6 x HCl 0, Tabelle -8 Gehe wr z.. der schug Chloroform - ceto vo eem olebruch x (ceto) aus, so erhalte wr Damf mt eem olebruch y. Im Damf rechert sch das lechter flüssge ceto a, währed de Flüssgket eer azeotroe Zusammesetzug zustrebt. Wrd der olebruch für ceto kleer als es dem azeotroe Pukt etsrcht z.. x' (ceto) rechert sch Chloroform der Damfhase a y', währed de Flüssgket wederum dem azeotroe Pukt zustrebt. a ka also m Destllat durch fraktoerte Destllato de ree Komoete (ceto oder Chloroform) erhalte, währed de Flüssgket mmer eer azeotroe Zusammesetzug zustrebt. Sete -30

31 Physkalsche Cheme T Fos Sededagramm ceto Chloroform ϑ [ 0 C] 6, 0 C 64,5 0 C Sedele Taule y x x y 56, 0 C 0 x ceto 0,5 Dagramm -6 Glechgewchtsdagramm ceto - Chloroform y ceto y 0,5 0,5 0 y x x 0 x ceto 0,5 Dagramm -7 Sete -3 0

32 Physkalsche Cheme T Fos.5.. b) Uterazehug Im umgekehrte Fall, we de Wechselwrkuge < / ( + ) sd, wrd der Damfdruck der schug größer als ach dem Raoultsche Gesetz. Herbe ka sch e Damfdruckmaxmum ud als Folge e Sedeuktmmum ausblde. De ktvtätskoeffzete werde y >. esele: Substaz Sedetemeratur [ 0 C ] Zusammesetzug CH 3 OH 64,7 re CCl 4 76,7 re schug 55,7 x CH3OH 0,55 CH 3 COCH 3 56, re CS 46,4 re schug 39,0 x CH3COCH3 0,34 CH 3 COOH 8,5 re C 6 H 5 CH 3 0,8 re schug 00,6 x CH3COOH 0,368 Tabelle -9 Sededagramm ceto - Schwefelkohlestoff 56, 0 C ϑ [ 0 C] Sedele Taule 39,0 0 C 46,4 0 C y y x x 0 x CS 0,5 Dagramm -8 Sete -3

33 Physkalsche Cheme T Fos Glechgewchtsdagramm ceto - Schwefelkohlestoff y y Schwefelkohlestoff 0,5 y 0,5 0 x x 0 0,5 x Schwefelkohlestoff Dagramm -9 0 Im Falle eer Destllato vo ceto ud Schwefelkohlestoff strebt das Destllat eer azeotroe Zusammesetzug zu. I der Flüssgket rechert sch für x CS < 0,66 ceto ud für x CS > 0,66 Schwefelkohlestoff a. Ee Treug ees Gemsches am azeotroe Pukt st destllatv ormalerwese cht mehr möglch. Durch Destllato uter vermdertem oder erhöhtem Druck wrd der azeotroe Pukt verschobe. Der Effekt st jedoch mest gerg. Sete -33

34 Physkalsche Cheme T Fos eeflussug des azeotroe Puktes durch de Druck > y Dagramm -0 x Ee adere oft effektvere öglchket st der Zusatz ees wetere (geegete) Stoffes. a ka dadurch erreche, dass de Glechgewchtskurve ählch der eer deale schug wrd (Schleersubstaz). llerdgs wrd ee wetere Destllatoskoloe otwedg um m. Schrtt de Zusatz weder abzutree. Glechgewchtsdagramm vo ceto - Trchlormetha (GGK) ohe Zusatzstoff ud (GGK) mt Zusatzstoff GGK mt Zusatzstoff y GGK ohe Zusatzstoff Dagramm - x Sete -34

35 Physkalsche Cheme T Fos.6 Das Herysche Gesetz Wr hatte us de voragegagee Katel mt Flüssgketsmschuge beschäftgt. e sogeatem deale Verhalte geügte se dem Raoultsche Gesetz x * 0, Im Falle der kollgatve Egeschafte (z.. Gefreruktseredrgug) hatte wr dabe mmer de Eschräkug gemacht, dass es sch um verdüte Lösuge hadel muss ud deshalb mt dealem Verhalte zu reche st. Wr habe also Veräderuge m Lösugsmttel z.. de Gefreruktseredrgug T G oder de Sedeuktserhöhug T S utersucht, wobe der olebruch x des Lösugsmttels ahe war ( x ), also verdüte Lösuge. etrachte wr u de adere Grezfall, we der olebruch x ahe 0 st ( x 0 ). Das Lösugsmttel wrd da selbst zum gelöste Stoff ud der zwete Stoff zum Lösugsmttel. Für deale schuge ud Lösuge glt auch her de Raoultsche ud Daltosche ezehug. x y Es ergebe sch aber mest bwechuge de be klee Kozetratoe mt dem Herysche Gesetz beschrebe werde köe. Gesetz ach Hery x * KH, mt K H als Hery - Kostate * 0, * Gegeüberstellug Raoult Hery De Hery-Kostate st abhägg vom gelöste Stoff, vom Lösugsmttel ud der Temeratur. De her agegebee Hery-Kostate hat de Ehet ees Druckes. Dagramm - De Hery Kostate st der Lteratur allerdgs auch als mol da de Dmeso. L * bar c * KH, zu fde ud hat e geauerer etrachtug erhält ma de Hery-Kostate cht über de Druck, soder über de Fugaztät ϕ des Gases durch de olebruch des Gases für uedlch klee Kozetratoe (Grezgesetz). Sete -35

36 Physkalsche Cheme T Fos ϕ K Hery,, x x 0,x, 0, ϕ f y Fugaztät ϕ, Fugaztätskoeffzet f, gelöster Stoff, Lösugsmttel Erkläre ka ma sch das leare Verhalte dadurch, dass be sehr verdüte Lösuge alle gelöste Telche glechmäßg vo Lösugsmttelmoleküle umgebe sd. Erst we be höhere Kozetratoe des cht mehr der Fall st trete bwechuge auf. Przell glt das Herysche Gesetz für alle deal verdüte Stoffe, mt der Eschräkug, dass kee Reakto vo Gelöstem ud Lösugsmttel etrtt. Löslchket vo Gase Wasser (5 0 C) be hohe Drucke Gefude wurde de Gesetzmäßgket be der Löslchket vo Gase Flüssgkete. Des st auch der Hautawedugsberech. Dagramm -3 Oberhalb hrer krtsche Temeratur werde Gase bem Lösugsvorgag cht verflüssgt, soder als Gase gelöst. Hery-Kostate verschedeer Gase bhäggket der Temeratur Vo der Theore her sollte ählche Gase we Helum ud Wasserstoff oder Stckstoff ud Sauerstoff de gleche Löslchket aufwese. De bwechug erklärt sch mt der Polartät des Wassers was zu größere zehugskräfte zu Wasserstoff ud Sauerstoff führt. uch de Löslchket eem Gas uterschedlche Lösugsmttel st cht glech Sete -36 Dagramm -4

37 Physkalsche Cheme T Fos erechugsbesel: We vel ml Luft löse sch Lter Wasser? Gesucht st de Löslchket der Gase N, O ud CO Wasser be 5 C ud,03 bar Gegebe: De Hery Kostate der gesuchte Gase K H,N 8,68*0 4 bar, K H,O 4,40*0 4 bar, K H,CO,67*0 3 bar 00g Luft ethalte 75,5 g N,3,5 g O,,8 g r ud 0,046 g CO De molare asse : 8,0 g/mol N, 3,0 g/mol O, 39,95 g/mol r ud 44,0 g/mol CO Nebe dem Herysche Gesetz x * KH, beötge wr och Dalto mt y Gesamt Gesamt Gesamt tmoshäredruck, ud Gesamt werde aus asse ud molarer asse ermttelt. Somt st der Partaldruck zugäglch. m 75,5g * mol N, 695mol 8,0g 3,5g * mol O 0, 73mol 3,0g,8g * mol r 0, 03mol 39,95g 0,046g * mol CO 0, 000mol 44,0g ud Gesamt Σ 3,45 mol Für de Partaldrücke Luft erhalte wr ach Dalto somt: y Gesamt Gesamt N * G,695mol *,03bar N xn * G 0, 79bar 3,45mol G 0,73mol *,03bar O 0, bar 3,45mol 0,000mol *,03bar CO 0, 0003bar 3,45mol Sete -37

38 Physkalsche Cheme T Fos t Hlfe des Herysche Gesetzes bereche wr u de Stoffmegeatel x der flüssge Phase. N 0,79bar 6 xn 9,* 0 4 KH, N 8,68*0 bar 0, bar 6 xo 48, * , * 0 bar 0,0003bar 7 x CO,9* 0 3,67*0 bar Um jetzt och zum Volume des gelöste Gases be Stadardbedguge zu komme beötge wr och de Zusammehag zwsche dem Volume V ud dem molare Volume V m. V V m * mt V m 4,8 l mol - be 5 C ud,03bar ud da HO >> st x De Stoffmege vo Wasser eem Lter Volume oder + H O H O 000g * mol 000g Wasser ergbt sch zu H O 55, 49mol 8,0g x * H O ud egesetzt obge Formel V Vm * x * H O Somt erhalte wr das gelöste Volume für de jewelge Gase 000g Wasser be,03 bar ud 5 0 C zu: 6 V N 4,8mol *9,*0 *55,49mol *000ml / L, 5ml 6 V O 4,8mol * 4,8*0 *55,49mol *000ml / L 6, 6ml 7 V CO 4,8mol *,9*0 *55,49mol *000ml / L 0, 6ml Stckstoff (64,6%) Sauerstoff (34,%) Kohledoxd (,3%) Summe V gelöst 9,36 ml Sete -38

39 Physkalsche Cheme T Fos.6. Wetere Koeffzete I der Praxs ka es, vo edeutug se, das Volume des gelöste Gases ro Lösugsmttelvolume zu bereche. Es gbt u efachere Verfahre als user Rechebesel, z.. ka ma mt dem usesche bsortoskoeffzete α u arbete. V V * * α u V Volume des gelöste Gases V Volume des Lösugsmttels Partaldruck des Gases Normaler tmoshäredruck α u usescher bsortoskoeffzet z.. ml/l oder l/m3 oder m3/m3 ezeht ma sch auf e Volume be Lösugsmttel z.. m 3 ud auf de Stadarddruck Θ vo,03 bar be 5 C so verefacht sch de Formel zu: V * α u tte be Tabelle beachte auf welche Druck ud Temeratur bezoge wrd. Nebe der Herysche Kostate ud dem usesche bsortoskoeffzete sd wetere Koeffzete m Gebrauch; z.. der Ostwaldsche Löslchketskoeffzet α Os. α Os c c, Lsg., Gas α Os Ostwaldscher Löslchketskoeffzet c molare Kozetrato des Stoffes der Lösug bzw. m Gas De geate Koeffzete köe eader umgerechet werde. Es besteht de ezehug: ρ Vm α u * * α K H Os 98K * T V m molares Volume des Gases m Stadardzustad 4,8 l/mol be 5 C ud,03 bar. Sete -39

40 Physkalsche Cheme T Fos alog dem zuvor berechete esel fdet ma für de usekoeffzete (her be 0 C) folgede Werte: α N 0,05 α O 0, mbar V N 000Lter * *0,05, 87Lter (etsreched,5 Lter ach esel ) 03mbar mbar V O 000Lter * *0,0300 6, 8Lter (etsreched 6,6 Lter ach esel ) 03mbar Rechet ma ach Ostwald fdet ma für de Kozetrato der Lösug ud m Gas: 6 N, Lsg xn * H O 9,*0 *55,49mol 4 mol cn, Lsg 5,05* 0 V V Lter L N, Gas N, Gas,695mol * mol mol cn, Gas 0, 0348 VGas ges. * Vm 3,45mol * 4,04Lter L 4 5,05*0 mol / Lter α Os 0,055 d.h., der Ostwald- ud der usekoeffzet 0,0348mol / Lter etsreche sch. Übug : I Wasser vo 0 C wrd be eem Druck vo,035 bar Luft mt de Volumeatele 0,8% O, 79,0% N ud 0,% CO bs zur Sättgug egeletet. Welche Zusammesetzug hat das durch koche erhaltee, getrockete Gasgemsch, we de Löslchket der Gase Wasser be 00 C mt 0 ageomme wrd? α N 0,0354 α O 0,04889 ud α CO,73 l HO 0,7 cm 3 O,58 % O 8,60 cm 3 N 57,76 % N 3,43 cm 3 CO 0,65 % CO De Löslchket der Gase st u abhägg vo der Temeratur. e der bsorto vo Gase wrd der Regel "Lösugswärme" fre, währed umgekehrt be der Desorto dese weder aufgebracht werde muss. De Gaslöslchket mmt der Regel mt stegeder Temeratur ab. Sete -40

41 Physkalsche Cheme T Fos Löslchket verschedeer Gase Wasser α bsortoskoeffzet Normkubkmeter ro Toe Normkubkmeter Volume des gelöste Gases be 0 0 C Dagramm -5 Uterschede: bsorto: ufahme vo Gase oder Dämfe Flüssgkete dsorto: dug vo Komoete aus Gas- oder Flüssgketsmschuge a Oberfläche Sete -4

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