Warum lösen sich gase sich besser im kalten als im warmen wasser?

5 Antworten

Je wärmer es ist, desto günstiger (im Sinne der Gibbsschen Energie - wenn Druck und Temperatur gegeben sind) ist es, wenn Gase über ein möglichst großes Volumen verteilt sind oder allgemein Teilchen frei beweglich sind. (Deshalb kondensieren Gase bei genügend niedrigen Temperaturen und kristallisieren Flüssigkeiten bei noch niedrigeren Temperaturen.)

Solange die Gasteilchen in der Flüssigkeit gelöst sind, sind sie ja auf das Volumen der Flüssigkeit beschränkt und in der Flüssigkeit relativ unbeweglich, im Gasraum über der Flüssigkeit sind sie wesentlich freier beweglich.

(Das ist jetzt ein Erklärungsversuch auf der Ebene der Thermodynamik makroskopischer Systeme; auf der Mikroebene kann man das äquivalent mit der temperaturabhängigen Geschwindigkeitsverteilung begründen.)

Woher ich das weiß:Hobby – seit meiner Schulzeit; leider haupts. theoretisch

Die entscheidende Größe ist die Entropie: Wenn Du ein paar Gasmoleküle in Wasser löst, dann verlieren die ihre Freiheit, im Gasraum herumzusausen wohin auch immer sie wollen. Sie sind also in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt oder „geordneter“. Daher hat gelöstes Gas eine geringere En­tropie als freies Gas, und das Lösen eines Gases ist ein entropie­vermin­dern­der Vorgang, und daher nicht begünstigt.

Die Löslichkeit insgesamt hängt sowohl von Energie- als auch Entropie­beiträgen ab, und die Entropie wird dabei noch mit der Temperatur multipliziert. Bei größerer Temperatur trägt die Entropie also mehr Gewicht in der Bilanz aller Kräfte.

Wenn ein gas sich überhaupt in Wasser löst, dann muß das durch die Energie­beiträge bedingt sein. Die Entropie wirkt bei Gasen immer gegen die Löslichkeit. Bei höherer Temperatur dominiert die Entropie in der Bilanz, und daher nimmt die Löslichkeit mit der Temperatur ab.

Möglicherweise nimmt die Entropie auch Einfluß auf die GF-Plattform, die gegenwärtig im Chaos versinkt.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Wenn ein gas sich überhaupt in Wasser löst, dann muß das durch die Energie­beiträge bedingt sein. Die Entropie wirkt bei Gasen immer gegen die Löslichkeit.

Ich mache, ohne daß ich das jetzt genauer belegen könnte, dafür mal die Mischungsentropie  verantwortlich.

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@PFromage

Die Mischungsentropie ist zwar positiv, aber kann die Entropie­verluste nicht kompensieren, die dadurch entstehen, daß die Menge Gas abnimmt.

(Ich bin mir aber nicht sicher, ob das für alle Konzentrationen stimmt. Bei sehr geringer Gaslöslichkeit könnte es anders aussehen, aber ich habe es nicht nachgerechnet)

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Weil sich die Wasserteilchen schneller bewegen somit die Gase besser verteilt und aufgenommen werden können.

Wärmeres Wasser bedeutet dass die Moleküle einer stärkeren Bewegung unterliegen. Dadurch werden die Gasmoleküle wieder herausgetrieben, weil die zwischenmolekularen Kräfte durch die starke thermische Bewegung gebrochen werden, deshalb fehlt der Gasmolekülen der Halt im Wasser. In kaltem Wasser ist diese Bewegung natürlich schwächer, deshalb können die zwischenmolekularen Kräfte besser und länger wirken und so mehr Gasnmoleüle in Lösung halten.

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