Wie wirkt sich die Zugabe von Salz auf den Schmelz- und Siedepunkt von Wasser aus?

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Allgemeine Chemie - 7 Chemische Bindung (P752400) 7.4 Schmelzpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung Experiment von: Phywe Gedruckt: :5:43 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie wirkt sich die Zugabe von Salz auf den Schmelz- und Siedepunkt von Wasser aus? Stelle den Schmelz- und Siedepunkt wässriger Salzlösungen fest. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusatzinformationen Lernziele Lösungen haben einen höheren Siedepunkt und einen niedrigeren Schmelzpunkt als die reinen Lösungsmittel. Die Verschiebung der Schmelz- und Siedepunkte beruht auf der Wechselwirkung zwischen Lösungsmittelteilchen und gelöstem Stoff. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Vorbereitungen Stellen Sie vor dem Versuch ausreichende Mengen an Eis her. Der Versuch lässt sich beschleunigen wenn bei der Bestimmung der Siedepunktserhöhung heißes Wasser (Boiler) benutzt wird. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Die genaue Menge des zugesetzten Salzes ist unerheblich, da die Verschiebungen der Schmelz- und Siedepunkte nicht quantitativ (in Abhängigkeit von der Salzmenge) ermittelt werden sollen. Gefahren Wasser kann beim Erhitzen Spritzer bilden! Schutzbrille aufsetzen! Hinweise Die Gefrierpunktserniedrigung/Siedepunktserhöhung wird quantitativ vom Raoultschen Gesetz erfasst, das die Gefrierpunktserniedrigung/Siedepunktserhöhung in Abhängigkeit von der zugesetzten Stoffmenge als stoffspezifische Konstante enthält: Methodische Bemerkungen Eine genauere Interpretation des Versuches mit Hilfe der Gleichgewichtsdampfdrücke überfordert die Schüler/Innen der SEK I. Hier genügt jedoch eine einfache statistische Überlegung derart, dass eine Lösung, die nur eine "90%ige Chance" zum Verdampfen - 2 -

3 besitzt, während sich in der Gasphase 00% Lösungsmittelteilchen befinden, die entsprechend stärker kondensieren können. Auch eine (etwas vordergründige) Interpretation, dass die Lösungsmittelteilchen durch die gelösten Teilchen am Verlassen der Lösung gehindert werden, scheint für die SEK I durchaus zulässig. Entsorgung Salzlösungen in einem geeigneten Gefäß sammeln und als Elektrolyt oder zur Gefrierpunktserniedrigung wiederverwenden

4 Material Material aus "TESS advanced Chemie Set Allgemeine Chemie, CH-" (Bestellnr ) Position Material Schutzbrille, farblose Scheiben Bestellnr Menge Drahtnetz mit Keramik, mm Stativstange, Edelstahl, l = 400 mm Ring mit Muffe, verzinkt, d = 0 cm Stativfuß, variabel Becherglas DURAN, niedrige Form, 50 ml Laborbecher, niedrige Form, 00 ml, PP, stapelbar Glasrührstab, Boro 3.3, l = 200 mm, d = 5 mm Pulverspatel, Stahl, l = 50 mm Laborthermometer, C Chemikalien, zusätzliches Material Position Material Bunsenbrenner mit Nadelventil, Erdgas, DIN-Ausführung Bestellnr Menge Sicherheits-Gasschlauch, DVGW Natriumchlorid, reinst, 250 g Eis Wasser Für das Experiment benötigte Materialien - 4 -

5 - 5 -

6 Aufbau Aufbau Gefahren Wasser kann beim erhitzen Spritzer bilden! Schutzbrille aufsetzen! Aufbau Baue das Stativ aus dem Stativfuß und der Stativstange nach Abb. und Abb. 2 auf. Abb. Abb. 2 AttBefestige den Stativring an der Stativstange (Abb. 3) und lege das Drahtnetz auf ihn (Abb. 4). Abb. 3 Abb. 4 Fülle das Becherglas mit 50 ml Wasser (Abb. 5), stelle es auf das Drahtnetz und bringe es zum Kochen (Abb. 6)

7 Abb. 5 Abb

8 Durchführung Durchführung Ablauf Fülle in der Zwischenzeit den Becher zur Hälfte mit Eis (Abb. 7). Gib hierauf etwa 50 ml Wasser (Abb. 8), warte einen Moment und miss dann die Temperatur des Wassers (Abb. 9). Abb. 7 Abb. 8 Abb. 9 Gib in das Eiswasser fünf Spatel Kochsalz (Abb. 0), rühre etwas mit dem Glasstab um (Abb. ) und miss nach zweiminütiger Wartezeit erneut die Temperatur des Eiswassers (Abb. 2). Gib hiernach noch einmal 5 Spatel Kochsalz in das Eiswasser, miss danach wie eben die Temperatur und trage die Werte unter "Auswertung" in Tabelle ein. Abb. 0 Abb

9 Abb. 2 Miss die Temperatur des zum Kochen gebrachten Wassers (Abb. 3). Gib danach zwei Spatel Kochsalz hinzu (Abb. 4) und rühre mit dem Glasstab um (Abb. 5). Miss die Temperatur sobald das Wasser erneut beginnt zu sieden. Füge dann nochmals zwei Spatel Kochsalz hinzu und miss nach Umrühren erneut die Siedetemperatur. Abb. 3 Abb. 4 Abb. 5 Entsorgung Salzlösungen in einen entsprechend gekennzeichneten Behälter sammeln

10 Auswertung Auswertung Frage : Notiere Deine Beobachtungen in allgemeiner Form. Der Siedepunkt des Wassers steigt umso mehr an, je mehr Salz zugegeben wird. Ebenso sinkt die Temperatur des Eis/Wasser-Gemisches bei Zugabe von Salz. Frage 2: Notiere die Schmelz- und Siedepunkte in Tabelle Tabelle ohne Salz ( C) mit einmaliger Salzzugabe ( C) mit zweimaliger Salzzugabe ( C) Schmelztemperatur nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn Siedetemperatur nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn - 0 -

11 Tabelle a ohne Salz ( C) mit einmaliger Salzzugabe ( C) mit zweimaliger Salzzugabe ( C) Schmelztemperatur Siedetemperatur

12 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage : Formuliere das Ergebnis in allgemeiner Form in einem Merksatz. Setzt man einem Lösungsmittel einen sich darin lösenden Stoff zu, so steigt der Siedepunkt und sinkt der Schmelzpunkt des Lösungsmittels proportional zur Menge an gelöstem Stoff. Frage 2: Erkläre die Veränderung der Siede- und Schmelzpunkte. Berücksichtige hierbei, welche Vorgänge auf atomarer Ebene beim Sieden und Erstarren ablaufen

13 Beim Sieden verlassen Lösungsmittelteilchen die Oberfläche des Lösungsmittels. Enthält das Lösungsmittel aber gelöste Stoffe, so kondensieren mehr Teilchen als verdampfen, da die gelösten Teilchen nicht in die Gasphase übergehen, der Siedepunkt steigt also an. Ebenso muss der Schmelzpunkt sinken, da die gelösten Teilchen das Zusammentreten der Lösungsmittelteilchen zu einem Kristall erschweren. Frage 3: Erläutere, warum im Winter die Straßen mit Salz gestreut werden

14 Da durch Salzzugabe der Gefrierpunkt des Wassers herabgesetzt wird, kann durch Zugabe von Salz das Gefrieren von Wasser und damit die Glatteisbildung bei mäßigen Temperaturen verhindert werden

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