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Chemie > 10. Kapitel Lösungen > Flashcards

10. Kapitel Lösungen Flashcards

1
Q

Was versteht man unter einer Lösung ?

A

homogene Mischung aus Lösungsmittel (z.B. Wasser) und gelöstem Stoff

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Q

Beispiele aus dem Alltag für Lösungen

A 
Trinkwasser
Fluss / See / Meer
Kaffee
Tee
Bier
Wein
Limonade
Speiseöl
Essig
Urin
Schweiß
flüssige Putzmittel
kosmetische Lotion
Benzin
...
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3
Q

Angabe der Stoffmenge des gelösten Stoffs: Konzentration

A

2 prinzipielle Möglichkeiten

Stoffmenge des gelösten Stoffs pro Volumen (oder Masse) der Lösung

Stoffmenge des gelösten Stoffs pro Stoffmenge des Lösungsmittels

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4
Q

Molare Konzentration:

Stoffmengenkonzentration, Molarität

A

c = n/V

Stoffmenge des gelösten Stoffs pro Volumen der Lösung

Dimension:
mol l –1
oder mol/l
oder M

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5
Q

Massenkonzentration

A

ß = m / V

Masse des gelösten Stoffs pro Volumen der Lösung

Dimension:
g l–1
oder g/l

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6
Q

Molale Konzentration: (Molalität)

A

b = n / m(Lösunsmittel)

Stoffmenge des gelösten Stoffs pro Masse des Lösungsmittels

Dimension:
mol kg–1

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7
Q

Stoffmengenanteil: (Molenbruch)

A

x(i) = n(i) / n(gesamt)

Stoffmenge des gelösten Stoffs pro Stoffmenge der Lösung

Dimension: keine

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8
Q

Massenanteil:

A

w(i) = m(i) / m(gesamt)

Masse des gelösten Stoffs pro Masse der Lösung

Dimension: keine

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9
Q

Gesättigte Lösung

A

Lösung und nicht gelöster Feststoff

MX(s) ——>

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10
Q

Löslichkeit in Abhängigkeit vom Lösungsmittel

A

„similis simile solvitur“ („Ähnliches löst Ähnliches“)

polare Substanzen (Salze)  – polare Lösungsmittel 
(H2O)

apolare Substanzen (organische Verbindungen) – organische Lösungsmittel

Kationen werden durch Ion-Wasserdipol WW solvatisiert Anionen (insbesondere Oxoanionen) werden durch H–Brücken solvatisiert

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11
Q

Löslichkeit von Gasen in Abhängigkeit vom Druck

A

generell: höherer Druck – höhere Löslichkeit

Beispiele aus dem Alltag: Kohlensäure-haltige Getränke (Cola, Sekt, …)

Taucherkrankheit (Zerstörung der Blutkapillaren beim zu schnellen Auftauchen durch zu rasches Verdampfen des im Blut bei hohem Druck gelösten N2)

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12
Q

Henry’sches Gesetz

A

c(Gas) = kH • p(gas)

kH Henry–Konstante

generell: höherer Druck – höhere Löslichkeit

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13
Q

Prinzip von Le Chatelier

A

(Prinzip des kleinsten Zwangs)

Ein dynamisches Gleichgewicht weicht einem äußeren
„Zwang“ (einer Änderung der äußeren Bedingungen) aus durch Einstellung des Gleichgewichts

bei Vergrößerung des Drucks:
GGW weicht aus durch Volumenverkleinerung des Gases mehr Gas geht in Lösung Konzentration in der Gasphase wird kleiner
Druckerhöhung wird verkleinert

bei Verkleinerung des Drucks:
GGW weicht aus durch Volumenvergrößerung des Gases Gas entweicht aus der Lösung Konzentration in der Gasphase wird größer

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14
Q

Löslichkeit von Salzen in Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur

A

kein einheitlicher Trend, abhängig von der Gitterenergie und der Summe der Wechselwirkung der gelösten Teilchen mit dem Lösungsmittel Wasser
(H-Brücken, Ion-Dipol, Dispersions-WW) = „Hydratations-Enthalpie“

jedoch oft
höhere Temperatur – bessere Löslichkeit

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15
Q

Kolligative Eigenschaften

A

Eigenschaften einer Lösung, die durch das Vorhandensein von gelösten Teilchen bestimmt wird

  • Dampfdruckerniedrigung
  • Siedepunktserhöhung
  • Gefrierpunktserniedrigung
  • Osmose und Umkehrosmose
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16
Q

Damfdruckerniedrigung

A

eine Lösung hat einen geringeren Dampfdruck im Vergleich zum reinen Lösungsmittel

auf molekularer Ebene:

Verdampfung durch gelöste Teilchen an der Oberfläche behindert

Kondensation aus der Gasphase unbehindert

17
Q

Damfdruckerniedrigung

A

eine Lösung hat einen geringeren Dampfdruck im Vergleich zum reinen Lösungsmittel

Raoult’sches Gesetz
p(Lösung) = x(LM) • p(LM)

x(LM) Stoffmengenanteil des Lösungsmittels
p(LM) Dampfdruck des Lösungsmittels

18
Q

Damfdruckerniedrigung führt zu einer Siedepunktserhöhung

A

eine Lösung hat einen höheren Siedepunkt im Vergleich zum reinen Lösungsmittel

Siedepunktserhöhung ist eher klein (einige Zehntel °C)

historisch:
durch Messung der Siedepunktserhöhung
Bestimmung der Molmasse des gelösten Stoffs
„Ebullioskopie“

19
Q

Dampfdruckerniedrigung führt zu einer Gefrierpunktserniedrigung

A

eine Lösung hat einen tieferen Gefrierpunkt im Vergleich zum reinen Lösungsmittel

Gefrierpunktserniedrigung ist größer (einige °C)
als die Siedepunktserhöhung (einige Zehntel °C)

historisch:
durch Messung der Gefrierpunktserniedrigung
Bestimmung der Molmasse des gelösten Stoffs „Kryoskopie“

Anwendungen:
• Salzstreuung im Winter
• Reinheitsprüfung im organischen Praktikum
• Ultra-Reinigung von Festkörpern (z.B. Si für Elektronik) durch „Zonenschmelzen“ (Anreicherung des verunreinigten Si in der Schmelzzone)

20
Q

Osmose

A

zwischen einer Lösung und dem reinen Lösungsmittel (bzw. einer Lösung mit kleinerer Konzentration)
herrscht ein osmotischer Druck

Nettowanderung von Lösungsmittelmolekülen von links (ungehinderter Durchtritt durch Membran)
nach rechts (behinderter Zugang zur Membran durch den gelösten Stoff)
21
Q

Wie erfolgt die Nettowanderung bei der Osmose?

A

Nettowanderung von Lösungsmittelmolekülen von links (ungehinderter Durchtritt durch Membran) nach rechts (behinderter Zugang zur Membran durch den gelösten Stoff)

Gleichgewicht zwischen dem osmotischen Druck P
und dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule

P = c • R • T

P - osmotischer Druck „Pi“
c - Konzentration
R - ideale Gaskonstante
T - Temperatur in Kelvin

je größer die Konzentration, umso größer der osmotische Druck

gleicher funktionaler Zusammenhang
wie im idealen Gasgesetz:
P • V = n • R • T
mit n/V  =  c
P  =  c • R • T
22
Q

Relevanz und Anwendungen des osmotischen Drucks in der Biologie

A
  • isotonische Infusionslösungen
  • isotonische Getränke
  • künstliche Niere
23
Q

Relevanz und Anwendungen des osmotischen Drucks in der Chemie

A

• Molmassenbestimmung von Molekülen

mit sehr großer Molmasse (z.B. Polymere)

24
Q

Relevanz und Anwendungen des osmotischen Drucks in der Trinkwasserversorgung

A

Wasser mit gelösten Salzen (z.B. Meerwasser) kann „entsalzt“ werden durch „Umkehrosmose“:
Lösung in Kontakt mit semipermeabler Membran, mit einem äußeren Druck (ca. 70 atm) der größer
ist als der osmotische Druck wird Wasser durch die Membran gepresst, gelöste Salze bleiben in
der Lösung

technologisch wichtigste Methode für Trinkwassererzeugung und Aufbereitung

Chemie (19 decks)

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