Discussion:
Volumenänderung beim Lösevorgang
(zu alt für eine Antwort)
A Schmitt
2003-09-04 20:58:32 UTC
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Liebe Gruppe

Man löst einen NaCl-Einkristall mit einem Volumen von 10 ml in 100 ml
Wasser. Ist die Volumenzunahme der Lösung im Vergleich zum
Lösungsmittelvolumen vernachlässigbar, oder kann man näherungsweise von
110 ml Gesamtvolumen ausgehen?

Für den Fall das sich das Lösungsvolumen signifikant vom
Lösungsmittelvolumen vor der Lösung unterscheidet, folgende Frage:

Angenommen man löst 1 mol NaCl in Form eines Einkristalls (Einkristall-
Volumen sei 50 ml) in einem Liter Wasser. Die NaCl-Konzentration der
Lösung ist nun laut Lehrbuch 1 mol/l. Für den Fall, dass das
Lösungsvolumen z.B. 1,02 l beträgt, ist die NaCl-Konzentration ja nicht 1
mol/l sondern nur 0,98 mol/l. Ist das richtig?

Danke. Gruß

Andi
Michael Dahms
2003-09-05 06:20:30 UTC
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A Schmitt wrote:
^^Hier fehlt noch Dein Vorname.
Post by A Schmitt
Man löst einen NaCl-Einkristall mit einem Volumen von 10 ml in 100 ml
Wasser. Ist die Volumenzunahme der Lösung im Vergleich zum
Lösungsmittelvolumen vernachlässigbar, oder kann man näherungsweise von
110 ml Gesamtvolumen ausgehen?
Warum probierst Du die Sache nicht einfach aus?

Michael Dahms
A Schmitt
2003-09-05 07:03:15 UTC
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Post by Michael Dahms
^^Hier fehlt noch Dein Vorname.
Post by A Schmitt
Man löst einen NaCl-Einkristall mit einem Volumen von 10 ml in 100 ml
Wasser. Ist die Volumenzunahme der Lösung im Vergleich zum
Lösungsmittelvolumen vernachlässigbar, oder kann man näherungsweise von
110 ml Gesamtvolumen ausgehen?
Warum probierst Du die Sache nicht einfach aus?
Michael Dahms
Habe probiert. Problem: Habe nur groben Messbecher und kein
reagenzglasförmiges oder messzylinderförmiges Gefäß. Gestern als ich mit
schlechtem Equipment und NaCl-Pulver probierte, stellte ich eine
Volumenzunahme fest. Kann mich aber auch täuschen, da eben ungenau
gearbeitet wurde.

Bin immer fest davon ausgegangen, dass die Volumenzunahme beim Lösen
vernachlässigbar ist.

Nach überlegen bin ich auf die Idee gekommen, dass eine Volumenzunahme auch
plausible Gründe haben kann. Schließlich ist NaCl dicht gepackt, und beim
Lösevorgang umgibt sich jedes Ion mit Solvatationssphäre. NaCl-Kristall
kann als kubisch dichteste Kugelpackung mit Na(+) in den Oktaederlücken
angenähert werden.
Auch Ionen haben ihr Volumen. Wenn der Kristall dicht gepackt ist, könnte
man vielleicht näherungsweise folgende Aussage treffen: Die Summe der
Ionenvolumina im NaCl-Einkristall entspricht sehr grob dem
Einkristallvolumen (z.B. ca. 80% des Einkristallvolumens).

Habe in gängigen Lehrbüchern und Literatur (Riedel, Ho-Wi, Jander-Blasius,
Römpp) die Abhandlung dieses Themas nicht gefunden, und poste deshalb hier.
Peter Niessen
2003-09-05 08:31:49 UTC
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Post by A Schmitt
Post by Michael Dahms
^^Hier fehlt noch Dein Vorname.
Post by A Schmitt
Man löst einen NaCl-Einkristall mit einem Volumen von 10 ml in 100 ml
Wasser. Ist die Volumenzunahme der Lösung im Vergleich zum
Lösungsmittelvolumen vernachlässigbar, oder kann man näherungsweise von
110 ml Gesamtvolumen ausgehen?
Warum probierst Du die Sache nicht einfach aus?
Michael Dahms
Habe probiert. Problem: Habe nur groben Messbecher und kein
reagenzglasförmiges oder messzylinderförmiges Gefäß. Gestern als ich mit
schlechtem Equipment und NaCl-Pulver probierte, stellte ich eine
Volumenzunahme fest. Kann mich aber auch täuschen, da eben ungenau
gearbeitet wurde.
Bin immer fest davon ausgegangen, dass die Volumenzunahme beim Lösen
vernachlässigbar ist.
Nach überlegen bin ich auf die Idee gekommen, dass eine Volumenzunahme auch
plausible Gründe haben kann. Schließlich ist NaCl dicht gepackt, und beim
Lösevorgang umgibt sich jedes Ion mit Solvatationssphäre. NaCl-Kristall
kann als kubisch dichteste Kugelpackung mit Na(+) in den Oktaederlücken
angenähert werden.
Auch Ionen haben ihr Volumen. Wenn der Kristall dicht gepackt ist, könnte
man vielleicht näherungsweise folgende Aussage treffen: Die Summe der
Ionenvolumina im NaCl-Einkristall entspricht sehr grob dem
Einkristallvolumen (z.B. ca. 80% des Einkristallvolumens).
Habe in gängigen Lehrbüchern und Literatur (Riedel, Ho-Wi, Jander-Blasius,
Römpp) die Abhandlung dieses Themas nicht gefunden, und poste deshalb hier.
Du suchts an der falschen Stelle :-)
Sowas steht in Tabellenwerken zur analytischen Chemie.
Da hierbei NaCl nicht richtig interessant ist, hier auf die schnelle eine "ähnliche" Lösung
NaOH :
Dichte: 1.405 Gew.-% 37.49 mol/l 13,17
HCl:
Dichte: 1.198 Gew.-% 40 mol/l 13.14
Quelle: Küster Thiel Rechentafeln
Bei bekannten Dichten der Ausgangsstoffe ist der Rest reine Rechenarbeit.

Mfg Peter
Andreas Schmitt
2003-09-05 11:49:05 UTC
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Post by Peter Niessen
Post by A Schmitt
Habe in gängigen Lehrbüchern und Literatur (Riedel, Ho-Wi,
Jander-Blasius, Römpp) die Abhandlung dieses Themas nicht gefunden,
und poste deshalb hier.
Du suchts an der falschen Stelle :-)
Sowas steht in Tabellenwerken zur analytischen Chemie.
Da hierbei NaCl nicht richtig interessant ist, hier auf die schnelle
Dichte: 1.405 Gew.-% 37.49 mol/l 13,17
Dichte: 1.198 Gew.-% 40 mol/l 13.14
Quelle: Küster Thiel Rechentafeln
Bei bekannten Dichten der Ausgangsstoffe ist der Rest reine
Rechenarbeit.
Ja. Danke für den Hinweis.

Trotzdem: Bis jetzt bin ich immer von folgendem ausgegangen: Löst man 1
mol NaCl in 1 Liter Wasser, resultiert eine 1molare NaCl-Lösunng.

Die Konsequenz aus der Volumenzunahme ist, dass die Aussage oben nicht
stimmt.

Dann frage ich mich: Berücksichtigt ihr im Regelfall auch die
Volumenzunahme, wenn ihr eine Lösung herstellt? Schließlich ist diese
nicht unerheblich. Insbesondere wenn Maßlösungen herzustellen sind.

Löst man Bsp. 10 ml NaCl-Salz (mikrokristallin) in 200 ml Wasser, so
resultieren ca. 205 ml Lösung.

Gruß

Andi
Daniel Leidert
2003-09-05 12:46:09 UTC
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Andreas Schmitt schrieb:

[..]
Post by Andreas Schmitt
Trotzdem: Bis jetzt bin ich immer von folgendem ausgegangen: Löst man 1
mol NaCl in 1 Liter Wasser, resultiert eine 1molare NaCl-Lösunng.
Wenn Du ideales Lösungsverhalten (Ausschluss von Volumenkontraktion und
-expansion) annimmst, kannst Du diese Aussage treffen. Wie Du aber schon
festgestellt hast, ist diese Annahme für Maßlösungen unzulässig.

BTW: Über die Effekte, die in realen Lösungen auftreten, kannst Du in
jedem guten Lehrbuch der physikalischen Chemie mehr lesen. Z.B. Atkins,
Wedler oder "LB/AB der physikalischen Chemie" vom Autorenkollektiv
http://home.arcor.de/dleidert/dsc/FAQ/Literatur.htm#Physikalisch

MfG Daniel
--
Ohne F'up2p Anwort nur in NG erwuenscht
de.sci.chemie im Web: http://www.chemie-webverzeichnis.de
dsc-FAQ-Baustelle http://www.dsc-faq.de.vu
Usenet-FAQ http://www.afaik.de/usenet/faq/ & http://got.to/quote
Peter Niessen
2003-09-05 14:45:45 UTC
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Post by Andreas Schmitt
Post by Peter Niessen
Post by A Schmitt
Habe in gängigen Lehrbüchern und Literatur (Riedel, Ho-Wi,
Jander-Blasius, Römpp) die Abhandlung dieses Themas nicht gefunden,
und poste deshalb hier.
Du suchts an der falschen Stelle :-)
Sowas steht in Tabellenwerken zur analytischen Chemie.
Da hierbei NaCl nicht richtig interessant ist, hier auf die schnelle
Dichte: 1.405 Gew.-% 37.49 mol/l 13,17
Dichte: 1.198 Gew.-% 40 mol/l 13.14
Quelle: Küster Thiel Rechentafeln
Bei bekannten Dichten der Ausgangsstoffe ist der Rest reine
Rechenarbeit.
Ja. Danke für den Hinweis.
Trotzdem: Bis jetzt bin ich immer von folgendem ausgegangen: Löst man 1
mol NaCl in 1 Liter Wasser, resultiert eine 1molare NaCl-Lösunng.
Die Konsequenz aus der Volumenzunahme ist, dass die Aussage oben nicht
stimmt.
Genauso ist es :-)
Post by Andreas Schmitt
Dann frage ich mich: Berücksichtigt ihr im Regelfall auch die
Volumenzunahme, wenn ihr eine Lösung herstellt? Schließlich ist diese
nicht unerheblich. Insbesondere wenn Maßlösungen herzustellen sind.
Macht man anders! Siehe die Folgepostings.
Praktisch ist das Wissen um diese Werte allerdings wenn man ohne analytische Klimmzüge
mal eben die Konzentration einer Lösung wissen will. Einfach wiegen oder Ärometer rein,
und fertig ist die Laube.

mfg peter

abc
2003-09-05 13:18:48 UTC
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Post by A Schmitt
Man löst einen NaCl-Einkristall mit einem Volumen von 10 ml in 100 ml
Wasser. Ist die Volumenzunahme der Lösung im Vergleich zum
Lösungsmittelvolumen vernachlässigbar, oder kann man näherungsweise von
110 ml Gesamtvolumen ausgehen?
In dem Falle, dass sich die gebildete Loesung ideal verhaelt, sind die
Volumina additiv. Im Falle nichtidealer Loesungen beobachtet man
Abweichungen hiervon. Man fuehrt deshalb das sogenannte partielle molare
Volumen v_i der Komponente i einer Loesung ein: v_i=partial V/partial n_i|
n_{j ne i}, d.h. die Ableitung des gesamten Volumens einer Loesung nach der
Stoffmenge einer Komponente, wobei die Stoffmengen der anderen Komponenten
festgehalten werden. Das Gesamtvolumen V der Loesung setzt sich dann
additiv aus den partiellen Volumina der Komponenten zusammen: V= sum_i n_i
v_i. Die v_i sind dabei Funktionen der Konzentration aller Komponenten.
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