Warum,hilfee?

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Warum sind die Stoffe bei niedrigen Temperaturen überhaupt flüssig und sieden bei höheren Temperaturen?

Um gasförmig zu werden, müssen alle Moleküle einzeln vorliegen und frei im Raum umherrasen. Dazu müssen die Kräfte zwischen den Molekülen überwunden werden. Bei Wasser gibt es die Dipolbindungen, sprich Wasserstoffbrückenbindungen, die überwunden werden müssen. Solche Dipolbindungen gibt es bei Kraftstoffen nicht. Da gibt es nur die Van-der-Waals-Kräfte, die die einzelnen Moleküle aneinanderbinden. Deshalb sieden organische Kohlenstoffverbindungen schon mal früher als Wasser.

Bei niedrigen Temperaturen sind die Van-der-Waals-Kräfte noch so stark, dass sie durch die eigenbewegung der einzelnen Moleküle, die diese aufgrund der Temperatur haben, nicht überwunden werden könnnen. Der Stoff liegt als Flüssigkeit vor. Steigert man dann die Temperatur, bewegen sich die Moleküle immer schneller und irgendwann reicht ihre kinetische Energie aus, um die Van-der-Waals-Kräfte zu überwinden und sich aus dem Molekülverbund zu lösen. Sie gehen in den gasförmigen Zustand über, die Flüssigkeit siedet.

Wenn wir also unterschiedliche Siedepunkte untersuchen, müssen wir uns die jeweiligen Van-der-Waals-Kräfte betrachten. Die Van-der-Waals-Kräfte sind vor allem von der Oberfläche der Moleküle abhängig. Je größer die Oberfläche ist, umso höher sind die Van-der-Waals-Kräfte. Nun ist es aber so, dass eine langkettige Verbindung ohne Verzweigung eine grlößere Oberfläche hat, als ein gleichgroßes Molekül mit vielen Verzweigungen. Durch die Verzweigungen wird das gleichschwere Molekül zwangsläufig kürzer und seine Oberfläche verringert sich dabei. Um das plausibler zu machen: Wenn ich 1 kg Stahl einmal als lange dünne Stange vorliegen habe und einmal als Kugel, aber immer 1 kg, welche Form hat dann die größere Oberfläche?

Jedenfalls ist das Ergebnis, dass je geringer die Van-der-Waals-Kräfte sind, umso weniger Energie muss man zuführen, um diese zu überwinden und das bedeutet, die Flüssigkeit siedet früher. Da die Van-der-Waals-Kräfte bei verzweigten Molekülen geringer sind als bei langkettigen unverzweigten, sieden diese daher auch schon früher.

Das hast du gut erklärt, und ich habe wieder etwas dazu gelernt.

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