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Alt 12.10.2008, 10:41   #1   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Hallo,

in der Schule haben wir destilliertes Wasser auf etwa 60°C erhitzt und dann Natriumsulfat (Na2SO4) hinzugegeben. Die Temperatur hat sich auf etwa 55°C abgesenkt und das Wasser ist trüb geworden.
Wir sollen jetzt als Hausaufgabe herausfinden, warum das so ist.
Ich nehme an, dass es irgendetwas mit dem Prinzip von Le Chatelier zu tun hat und der Stoff auf irgendeine Weise auf die erhöhte Temperatur reagiert. Die Frage ist nur: auf welche Weise? Wird vielleicht durch das Aufbrechen der Ionengitter Energie "verbraucht" und deshalb sinkt die Temperatur? Aber wie hängt das mit dem Prinzip von Le Chatelier zusammen?
Und bei der Trübheit habe ich leider gar keine Idee

Könnt ihr mir vielleicht weiterhelfen?
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 11:34   #2   Druckbare Version zeigen
Tobee Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.500
Blog-Einträge: 4
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Servus!


Hier hat Le Chatelier keine Bedeutung. Ihr habt den Versuch ja nur bei einer Temperatur gemacht. Das kann man mit der Gitterenergie erklären.

Le Chatelier hat aber festgestellt, dass das Lösungsverhalten verschiedener Salze bei unterschiedlichen hohen Temperaturen auch unterschiedlich ist.

Salzlösungen

Wenn die Lösung trüb ist, war sie wahrscheinlich übersättigt, es löst sich kein weiteres Salz mehr in der Lösung. Die Löslichkeit ist stark abhängig von der Temperatur, wenn man eine gesättigte Lösung abkühlt, fällt das Salz aus.

Grüße

Geändert von Tobee (12.10.2008 um 11:40 Uhr)
Tobee ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 12:39   #3   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Hallo,

Zitat:
Zitat von Tobee Beitrag anzeigen
Hier hat Le Chatelier keine Bedeutung. Ihr habt den Versuch ja nur bei einer Temperatur gemacht. Das kann man mit der Gitterenergie erklären.
also wir haben den Versuch auch mit Kalumnitrat und Ammoniumchlorid durchgeführt. Dabei ist die Temperatur ebenfalls gesunken aber das Wasser ist nicht trüb geworden.
Mein Lehrer meinte auch, dass wir schreiben sollen auf welche Weise das Prinzip von Le Chatelier Anwendung gefunden hat.

Ist denn eine gesättigte Lösung trüb? Ich dachte bei einer gesättigten Lösung würde man einfach nur den Rest das Salzes am Boden sehen?

@ehemaliges Mitglied:
Ok, klingt schon mal logisch
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 13:34   #4   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Wenn ich davon ausgehe, dass die Trübung ein Niederschlag von Na2SO4 in Folge des Abkühlens war : Die Lösungsreaktion ist endotherm, was bedeutet, dass sich bei niedriger Temperatúr weniger löst. das Löslichkeitsgleichgewicht also gemäß LE CHATELIER dem entsprechend verschoben ist.
Und warum wurde dann die Lösung bei Kalumnitrat und Ammoniumchlorid nicht trüb?


Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Klingt echt großzügig.
Ich wollte eigentlich nur ausdrücken, dass du es sehr gut erklärt hast und ich es sogar verstanden habe
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 14:06   #5   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

btw: wenn man kaltes Natriumsulfat in heißes Wasser gibt, ist es gar nicht so verwunderlich, wenn das Ganze abkühlt...
Leider ist da noch vieles offen: nämlich das Massenverhältnis zwischen Wasser + Salz, und ob vom Natriumsulfat die wasserfreie Form oder das Dekahydrat verwendet wurde...

Gruß,
Franz
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Alt 12.10.2008, 14:23   #6   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Ok, ich fürchte ich habe den Versuch nicht genau genug beschrieben.
Hier noch mal ausführlich:
Geben Sie in ein Becherglas etwa 40 cm³ dest. Wasser und erwärmen Sie es auf eine Temperatur von ca. 30°C. Unter stetigem Rühen stellen Sie eine der folgenden gesättigten Lösungen her:
Ammoniumchlorid (18g), Natriumsulfat (20g) und Kaliumnitrat (17g).
Messen Sie die Temperatur der Flüssigkeit vor und unmittelbar nach dem Lösen!
Dekantieren Sie etwa 5 ml der gesättigten Lösung in ein Reagenzglas und erwärmen Sie es unter stetigem Schütteln vorsichtig in der Flamme. Nun versuchen Sie eine weitere Spatelspitze des jeweiligen Salzes zu lösen.

Und beim zweiten Teil des Versuches ist eben die Temperatur immer gesunken. Wobei nur bei Natriumsulfat die Lösung trüb geworden ist.

Ich hoffe, das sind genug Informationen
Ich bin nicht sehr gut in Chemie, deswegen hab ich keine Ahnung was nun richtig ist. Ich bin froh, wenn ich weiß wie man Le Chatelier schreibt.
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 12.10.2008, 14:26   #7   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Das weicht ja nun weit von der anfänglichen Versuchsbeschreibung ab.
Richtig Spaß macht sowas nicht...
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Alt 12.10.2008, 14:29   #8   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Zitat:
Zitat von FK Beitrag anzeigen
Das weicht ja nun weit von der anfänglichen Versuchsbeschreibung ab.
Richtig Spaß macht sowas nicht...
Ja, ist mir auch gerade klar geworden Tut mir leid. Der Versuch ist schon eine Weile her und ich hab im Startpost den Versuch ungeschickter Weise aus dem Kopf rekonstruiert (bzw ich habe es versucht).
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 14:35   #9   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Die Löslichkeit von Natriumsulfat steigt bis ca. 33 °C und nimmt von da wieder ab.
Die Erklärung ist, dass sich das Dekahydrat bei dieser Temperatur in wasserfreies Natriumsulfat umwandelt, das sich endotherm* in Wasser löst.

EDIT: muss natürlich "exotherm" heißen

Gruß,
Franz
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Geändert von FK (12.10.2008 um 15:45 Uhr)
FK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 15:43   #10   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

War natürlich Quark; das wasserfreie Natriumsulfat löst sich exotherm.
Danke für den Hinweis.

Gruß,
Franz
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Alt 12.10.2008, 16:08   #11   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Ok, dann versuche ich mal ein bisschen zusammenzufassen und hoffe ich habe alles richtig verstanden.

Die Temperatur sinkt, weil die Lösungsreaktion endotherm ist. Dies bedeutet, dass die beim Lösen des Ionengitters aufzuwendene Energie größer ist als die bei der Anlagerung von Wassermolekülen an die Ionen freiwerdende Hydrationsenergie. Es wird also mehr Energie verbraucht als freigesetzt -> Temperatur sinkt.

Die Löslichkeit von Natriumsulfat steigt bis 33° und nimmt dann wieder ab. Nach dem Prinzip von Le Chatelier ist nämlich das Lösungsverhalten bei unterschiedlich hohen Temperaturen ebenfalls unterschiedlich. Das Dekahydrat bei dieser Temperatur wandelt sich in wasserfreies Natriumsulfat, das sich endotherm in Wasser löst (siehe erster Absatz).

Ist das soweit richtig?
Allerdings muss ich zugeben, dass ich den zweiten Absatz nicht 100%ig verstanden habe. Ich habe mal geguckt, was Dekahydrat bedeutet, aber so richtig schlau bin ich leider nicht geworden.
Wie kann man denn erklären, dass das Lösungsverhalten unterschiedlich ist? Also in Zusammenhang mit dem kleinsten Zwang?


/edit:
Ich hab bei dem am Anfang des Threads genannten Link folgendes gefunden:

"Die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit erklärt sich durch die energetischen Verhältnisse beim Lösungsvorgang. Stoffe, die sich endotherm lösen, werden sich bei höherer Temperatur besser, d.h. bis zu einer höheren Sättigungskonzentration, lösen. Exotherm lösliche Stoffe zeigen bei erhöhter Temperatur verminderte Löslichkeit. Dieses Verhalten folgt dem Prinzip von Le Chatelier."

Jetzt habe ich schon mal die Erklärung mit Le Chatelier (was ja mein Lehrer haben möchte). Aber bei dem Versuch waren ja alle drei Stoffe exotherm löslich. Womit ich wieder bei der Frage nach der Trübheit wäre

Geändert von Philipp16 (12.10.2008 um 16:29 Uhr)
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 17:25   #12   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Wir haben Na2SO4 verwendet
Und der "ungelöste Rückstand" tritt nur bei Natriumsulfat auf, weil ... ? Tut mir leid, wenn ich etwas aufdringlich bin
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2008, 17:41   #13   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Zitat:
Zitat von Philipp16 Beitrag anzeigen
wasserfreies Natriumsulfat, das sich endotherm in Wasser löst
Ne, eben nicht; das löst sich exotherm, weswegen die Löslichkedit mit steigender Temperatur abnimmt.
Hier http://iwan.chem.tu-berlin.de/~lehre/pc/pr1_WS/skript/07_loes.pdf
gibts viel zu lesen darüber.

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Alt 12.10.2008, 17:57   #14   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Ah, stimmt. Meinte ich ja . Da habe ich gekonnt deine rote Korrektur übersehen.

Das PDF ist mir leider etwas zu hoch. Gibts das auch für Doofe?
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.10.2008, 18:26   #15   Druckbare Version zeigen
Philipp16 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 23
AW: Temperatursenkung bei Hinzugabe von Natriumsulfat

Genau so haben wir es heute auch erarbeitet. Danke für die Hilfe.
Philipp16 ist offline   Mit Zitat antworten
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