Partialvolumen von Flüssigkeiten Bsp: Wasser / Ethanol Mischung?
Gut verstehe ich , daß beim Zusammengießen von Wasser und Alkohol das Volumen der Mischung kleiner ist als die Summe der zusammengekippten Einzelvolumina . Wie jedoch kann man nun das Volumen der Mischung aufteilen in 2 Einzelkomponenten ? ( Atkins Physikalische Chemie ) ?
2 Antworten
- Das Aufteilen von Flüssigkeitsmischungen in Partialvolumina hat keinen physikalischen Sinn und keine Entsprechung in der Realität. Wie man an der Volumenkontraktion erkennt, ist eine solche Aufteilung in Einzelteile eben nicht sinnvoll und nicht möglich.
- Man kann näherungsweise die Formeln der idealen Gase verwenden und Molenbrüche relativ zum tatsächlichen Gesamtvolumen ansetzen -- aber wie gesagt, echten Sinn ergibt das nicht.
Das Gesamtvolumen ist natürlich von Interesse und die Volumenkontraktion selbstverständlich auch. Man weiß ja auch im allgemeinen, welche Mengen man miteinander vermischt und hat Erfahrung damit, welches Volumen sich ergibt.
Was ich meinte, und dazu stehe ich nach wie vor aus physikochemischer Sicht, ist folgendes: Wenn man 48 ml Wasser und 52 ml Ethanol mischt, erhält man nicht 100 ml Mischung sondern nur 96.3 ml. Die Frage nach den Partialvolumina lautet nun ja zum Beispiel, "Wie viel der 96.3 ml sind Wasser bzw. Ethanol?"
Und genau darauf gibt es eben keine Antwort, die physikochemische Realität hat. Die Antwort "48 ml und 52 ml" ist offensichtlich falsch, da die Summe ja das tatsächliche Gesamtvolumen von 96.3 ml ergeben muss. Aber auch "48% und 52% des Mischungsvolumens" ist aller Voraussicht nach falsch, denn wie sich die beiden Komponenten verhalten und warum sich das Volumen kontrahiert, würde dabei außer Acht gelassen werden. Einzelnen Molekülen ein makroskopisches Volumen zuzuweisen ergibt keinen Sinn, denn Abstand und Wechselwirkung sind ja gerade entscheidend, daher gibt es auch keine Summe darüber.
Man muss die Mischung aus beiden Komponenten quasi als neue "Substanz(mischung)" auffassen und darf nicht beiden Teilkomponenten ein willkürliches Partialvolumen zuteilen.
Bei idealen Gasen dagegen funktioniert die Teilzuordnung, da man ja alle Teilchen als gleichwertig annimmt. Dort tritt aber auch keine Volumenkontraktion auf.
Ist ja klar, was Du meinst - ich habe nur aus Jux und Tollerei eine Begründung zu finden versucht. Aber ich versuche gerade mal das auc technischer Sicht zu betrachten - und dann wird das zu einem richtigen Problem: der Energieeintrag ändert sich bei der Trennung, evt. auch die Viskosität - ich will den Begriff also nicht als gänzlich irreal abtun auch wenn er im Zusammenhang mit EtOH und Wasser keinen Sinn ergibt.
Das Mischungsverhältnis ist wichtig und man muss die Eigenschaften der Mischung in Abhängigkeit vom Verhältnis kennen, z.B. in bezug auf Volumenkontraktion, aber auch in bezug auf Viskosität, Wärmeleitfähigkeit und so weiter. All dies hat aber mit Partialvolumina von Flüssigkeiten nichts zu tun. Die braucht man dafür nicht.
An Kajo : Herzlichen Dank ! Genau so wie Du ( oder ist in diesem Forum Sie üblich ? ) sehe ich das auch . Allerdings verstehe ich nicht warum im " Atkins physikalische chemie " explizit das " partielle molare Volumen " oder " partielle Molvolumen " angegeben wird . In einem Schaubild wird das partielle Molvolumen von Wasser wie auch das partielle Molvolumen von Ethanol gegen den Stoffmengenanteil von Ethanol aufgetragen . Diese Graphik findet man auch häufig im www wenn man als suchbegriff partielles Molvolumen eingibt .m.f.g.arduino000
Och, ich könnte mit vorstellen, daß ein Chemieingenieur ganz gerne das Gesamtvolumen einer variablen Zusammensetzung wissen will, um die Anlagengröße/Pumpleistung/Leitungsdurchmesser bestimmen zu können. Also vollkommen von der Hand zu weisen ist diese Frage nicht, finde ich.