Warum ändert sich die temperatur bei lösen von salzen?
kann mir jemand bitte erklären warum sicch die temperatur in salzlösung verändert bezogen auf die ionenradien, ionenladung vielen Dank :DD
3 Antworten
Ob beim Lösen eines Salzes in Wasser die Temperatur der Lösung sinkt oder steigt, ist abhängig von der Gitterenergie des Salzes und der Hydrationsenergie seiner Ionen. Die Gitterenergie ist die Energie, die benötigt wird, um die Ionen aus dem Salzkristall herauszulösen. Die Hydrationsenergie dagegen ist die Energie, die frei wird, wenn sich Wassermoleküle an die Ionen anlagern. Wichtig für die Temperatur ist nun, wie groß diese beiden Beiträge sind. Ist die Gitterenergie höher als die Hydrationsenergie, so wird mehr Energie zum Lösen der Ionen aus dem Kristall gebraucht, als durch die Hydration wieder frei wird. Die Lösung kühlt ab. Andersherum steigt die Temperatur, wenn die Hydrationsenergie größer ist als die Gitterenergie.
Das Ganze läuft auf eine Aufrechnung hinaus, die nicht immer ganz einfach zu verstehen ist. Die Bilanz beeinflusst jedenfalls sowohl die Löslichkeit als auch die Lösungsenthalpie, also die Wärme, die beim Lösen frei oder verbraucht wird.
Salze werden durch die Gitterenergie zusammengehalten, die beim Lösen aufgebracht werden muss. Die Anziehung zwischen Ionen ist proportional zu Ladung₁*Ladung₂/Abstand². r ist dabei die Summe der Ionenradien. Kleine Kationen und große Anionen ziehen einander also genau so stark an wie jeweils mittelgroße. Zweifach positive Kationen und einfach negative Anionen ziehen einander genau so stark an wie einfach positive Kationen und zweifach negative Anionen.
In der Lösung umgibt sich jedes Ion mit Wassermolekülen, die ja Dipole sind. Den Kationen wendet das Wasser seinen negativen Pol zu, den Anionen den positiven. Dabei wird Energie frei, die Hydrationsenergie. Die Hydrationsenergie ergibt sich aber für jedes Ion einzeln. Bei einem kleinen zweifach positiven Kation ist sie viel höher als bei einem einfach negativen Anion.
Genau genommen muss man auch noch die Energie einbeziehen, die nötig ist, die Wassermoleküle aus der Flüssigkeit zu befreien, damit sie eine Wasserhülle bilden können.
Mit diesem Hintergrundwissen muss man dann allerdings auch noch ein bisschen nachdenken und nachrechnen, um für ein bestimmtes Salz die Lösungsenthalpie zu begründen. Sie vorherzusagen ist noch mal eine andere Nummer.
Das Ändern der Temperatur beim Lösen von Salzen in Wasser beruht auf dem Prinzip der Wärmeleitung. Wenn ein Salz in Wasser gelöst wird, entstehen positive und negative Ionen. Diese Ionen bewegen sich in der Lösung und stoßen dabei mit Wasserteilchen zusammen, was zu einer Übertragung von Wärmeenergie führt. Die Übertragung von Wärmeenergie kann dazu führen, dass die Temperatur der Lösung steigt oder sinkt, abhängig von verschiedenen Faktoren wie der Art des Salzes und der Konzentration der Lösung.