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Alt 18.05.2005, 17:36   #1   Druckbare Version zeigen
Milkaschokolade weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 996
Was passiert beim Sieden?

Hallo,
was genau passiert mit einem Molekül wenn es siedet und welche Eigenschaften haben Moleküle mit niedrigem bzw. hohen Siedepunkt (bezogen auf Ethanol, Ethen und Diethylether)
__________________
Gruß, Milkaschokolade
Milkaschokolade ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 17:56   #2   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Was passiert beim Sieden?

Zitat:
Zitat von Milkaschokolade
Hallo,
was genau passiert mit einem Molekül wenn es siedet und welche Eigenschaften haben Moleküle mit niedrigem bzw. hohen Siedepunkt (bezogen auf Ethanol, Ethen und Diethylether)
Mit den Molekülen an sich passiert beim Sieden nichts, es ist ja ein physikalischer Vorgang. Was ändert, ist der Zusammenhalt zwischen den Molekülen. In kondensierten Phasen gibt es ne Reihe von zwischenmolekularen (intermolekularen) Kräften, die die Moleküle aneinanderbinden. Führt man dem System genügend thermische Energie zu, können diese Kräfte überwunden werden und die Moleküle gehen in die Gasphase über.
An intermolekularen Kräften gibt es die schwachen Dispersionskräfte (van der Waals Kräfte, das ist eine Wechselwirkung zwischen induzierten Dipolen, anzutreffen zwischen unpolaren Molekülen), "richtige" Dipol-Dipol Wechselwirkungen (zwischen polaren Molekülen) und als Sonderfall Wasserstoffbrückenbindungen wenn -OH, -SH, -NH2 oder -F Gruppen vorhanden sind. Die Stärke der Wechselwirkung nimmt in dieser Reihenfolge zu.

Von den drei Stoffen, die du genannt hast, hat Ethen als unpolars Molekül den niedrigsten SIedepunkt, weil es apolar ist, also nur vdw Kräfte zwischen den Molekülen wirken. Ether ist polar, hat einen höheren Siedepunkt. Ethanol ist polar und zusätzlich gibt es darin Wasserstoffbrückenbindungen. Es hat also den höchsten der drei Siedepunkte. Wasser is noch polarer und kann mehr H Brücken ausbilden, daher siedet das noch höher.

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 18:08   #3   Druckbare Version zeigen
Weenie Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.159
AW: Was passiert beim Sieden?

Auch unter dem Siedepunkt verdampft eine Flüssigkeit laufend. Beim destillieren siedet man nur immer, weils am Siedepunkt von z. B. Wasser viel schneller geht als bei 99°C. Die Blasen vergrößern die Oberfläche und ermöglichen eine schnellere Verdampfung. Das ist eigentlich alles.
Weenie ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 19:03   #4   Druckbare Version zeigen
Milkaschokolade weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 996
AW: Was passiert beim Sieden?

Zitat:
Zitat von ricinus
Von den drei Stoffen, die du genannt hast, hat Ethen als unpolars Molekül den niedrigsten SIedepunkt, weil es apolar ist, also nur vdw Kräfte zwischen den Molekülen wirken. Ether ist polar, hat einen höheren Siedepunkt. Ethanol ist polar und zusätzlich gibt es darin Wasserstoffbrückenbindungen. Es hat also den höchsten der drei Siedepunkte. Wasser is noch polarer und kann mehr H Brücken ausbilden, daher siedet das noch höher.

lg
Wieso kann das O-Atom im Ether keine Wasserstoffbrückenbindung aufbauen? Könnten die freien Elektronenpaare nicht in Wechselwirkung mit einem H-Atom vom Wasser treten?
Und was genau heißt kondensiert? Flüssig?
__________________
Gruß, Milkaschokolade
Milkaschokolade ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 19:10   #5   Druckbare Version zeigen
wildboy82 Männlich
Mitglied
Beiträge: 257
AW: Was passiert beim Sieden?

...An intermolekularen Kräften gibt es die schwachen Dispersionskräfte (van der Waals Kräfte, das ist eine Wechselwirkung zwischen induzierten Dipolen, anzutreffen zwischen unpolaren Molekülen...


Hi ihr nur so als add.: Van der Waals Kräfte können ebenfalls bei polaren Molekülen vorhanden sein , bzw. sind vorhanden . Bsp.: Methanol

Mfg Klugscheisser alias wildboy:-)
wildboy82 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 19:21   #6   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Was passiert beim Sieden?

Zitat:
Zitat von Milkaschokolade
Wieso kann das O-Atom im Ether keine Wasserstoffbrückenbindung aufbauen? Könnten die freien Elektronenpaare nicht in Wechselwirkung mit einem H-Atom vom Wasser treten?
Wenn Wasser da wäre...ich bezog mich auf reinen Ether.
Zitat:
Und was genau heißt kondensiert? Flüssig?
flüssig oder fest.

@wildboy : klar sind die diversen Wechselwirkungen, wenn es sie gibt, additiv :
in einem Alkan (unpolar) hast du nur vdw Kräfte,
im Ether (polar) : vdw Kräfte UND Dipol-Dipol Interaktion,
im Alkohol (polar und -OH Gruppe) : vdw Kräfte, Dipol-Dipol Interaktion, und Wassserstoffbrücken.

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 19:24   #7   Druckbare Version zeigen
wildboy82 Männlich
Mitglied
Beiträge: 257
AW: Was passiert beim Sieden?

So mag ich dich :-)
wildboy82 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 19:34   #8   Druckbare Version zeigen
Milkaschokolade weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 996
AW: Was passiert beim Sieden?

Womit tritt die OH-Gruppe vom Ethanol denn in Wechselwirkung? Mit einem der anderen H-A´tome eines anderen Ethanol-Moleküls?

Und wie zeigt sich die Dipol-Dipol-Wechselwirkung im Ether? Was tritt da mit was in Wechselwirkung?
__________________
Gruß, Milkaschokolade
Milkaschokolade ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2005, 22:02   #9   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Was passiert beim Sieden?

Zitat:
Zitat von Milkaschokolade
Womit tritt die OH-Gruppe vom Ethanol denn in Wechselwirkung? Mit einem der anderen H-A´tome eines anderen Ethanol-Moleküls?
Ja, aber nicht mit egal welchem H : nur mit dem einer Hydroxylgruppe :

C2H5-O-H...OHC2H5, wobei die "..." die H-Brückenbindung darstellen.
Zitat:
Und wie zeigt sich die Dipol-Dipol-Wechselwirkung im Ether? Was tritt da mit was in Wechselwirkung?
Das Ethermolekül ist gewinkelt, so wie H2O auch. Daher hat das ganze Molekül ein Dipolmoment. Du kannst dir das so vorstellen, dass zwei benachbarte Moleküle sich so orientieren, dass das positive Ende des einen Dipols neben dem negativen des anderen zu liegen kommt. Das führt allerdings nicht zur Ausbildung einer ausgedehnten, geordneten Struktur in der flüssigen Phase, dazu sind die Dipol-Dipol Wechselwirkungen zu schwach, und die günstigste Orientierung der Moleküle wird immer wieder zerstört durch Translation und Rotationsbewegungen, umso mehr, je wärmer die Flüssigkeit ist.

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 19.05.2005, 08:22   #10   Druckbare Version zeigen
dras stiernacken Männlich
Mitglied
Beiträge: 141
AW: Was passiert beim Sieden?

@ricinus

Daumen hoch für die tollen Erklärungen!
__________________
Hast du von Ahnung keine Spur, dann mal dir eine Hilfsfigur!
dras stiernacken ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 19.05.2005, 17:43   #11   Druckbare Version zeigen
Milkaschokolade weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 996
Daumen hoch AW: Was passiert beim Sieden?

@ ricinius

Ebenfalls DANKE!
__________________
Gruß, Milkaschokolade
Milkaschokolade ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 19.05.2005, 17:56   #12   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Was passiert beim Sieden?

gern geschehen
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.03.2009, 22:26   #13   Druckbare Version zeigen
Testudo Männlich
Mitglied
Beiträge: 1
AW: Was passiert beim Sieden?

Was aber bitte sind die Blasen beim Sieden?
Eine Erklärung die man findet ist: Die im Wasser gelösten Gase verabschieden sich.
Die andere ist: Die Wassermoleküle werden auseinandergetrieben und schließen Hohlräume ein.
Was stimmt?
Danke!
Testudo ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2009, 00:34   #14   Druckbare Version zeigen
5gon12eder Männlich
Mitglied
Beiträge: 152
AW: Was passiert beim Sieden?

Zitat:
Zitat von Weenie Beitrag anzeigen
Auch unter dem Siedepunkt verdampft eine Flüssigkeit laufend. Beim destillieren siedet man nur immer, weils am Siedepunkt von z. B. Wasser viel schneller geht als bei 99°C. Die Blasen vergrößern die Oberfläche und ermöglichen eine schnellere Verdampfung. Das ist eigentlich alles.
Also wenn gemeint sein soll, dass das Destillieren einer Mischung der Flüssigkeiten A und B sinnvollerweise bei einem T erfolgt mit der Eigenschaft, dass T > BP(A) (sofern BP(A) < BP(B); BP = Siedepunkt), dann sind die "Blasen" dabei völlig irrelevant.

In einer Flüssigkeit stellt sich in Abhängigkeit von der Temperatur eine Geschwindigkeitsverteilung unter den Flüssigkeitsteilchen ein (siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Boltzmann-Verteilung), wobei



und



Mit T...Mittlere Temperatur des Stoffs; C...Kapazität des Stoffs; E...Thermischer Energieinhalt des Systems; m...Masse eines Teilchens und v...Geschwindigkeit eines Teilchens.

Wie aus der MB-Verteilung ersichtlich, werden einige (wenige) Teilchen auch bei niedrigen Temperaturen hohe Geschwindigkeiten, ergo Energien, erreichen. Ist die Energie eines Teilchens groß genug, um sich aus der Flüssigkeit zu lösen und die Oberfläche zu durchdringen, so verdunstet es.

Bei höheren Temperaturen werden mehr Teilchen diese Energie erreichen und daher mehr Teilchen verdunsten.

Stellt man einen Becher mit der Flüssigkeit in ein (geschlossenes, endlich großes) evakuiertes Gefäß (und hält die Temperatur konstant --> [1]), so wird also in Abhängigkeit von der Temperatur ein gewisser Teil der Teilchen der Flüssigkeit "entfliehen" können. Da die jetzigen Gasteilchen aber früher oder später wieder auf die Flüssigkeitsoberfläche treffen werden, werden sie teilweise auch wieder zurück in die Flüssigkeit gehen. Es wird sich also ein Gleichgewicht zwischen den Phasen einstellen. Der Druck, der dann über der Flüssigkeit herrscht ist der Dampfdruck dieses Stoffes bei der herrschenden Temperatur.

[1] Dadurch, dass die schnellen Teilchen abhauen, während die langsamen dableiben, sinkt natürlich die mittlere Geschwindigkeit der verbliebenen Teilchen und damit die Temperatur der Flüssigkeit ("Verdunstungskälte"). Soll sich die Temp. nicht ändern, muss diese Energie laufend nachgeführt werden.

Erhöht man die Temp. steigt logischerweise auch der Dampfdruck, da der Anteil an schnellen Teilchen zunimmt.

Bei üblichen Bedingungen muss man die Flüssigkeit nicht in einen Exikkator einsperren, sondern es wird sich über der Flüssigkeitsoberfläche eine "Dunstwolke" ausbilden, in der der Partialdruck der Flüssigkeitsmoleküle dem Dampfdruck bei der herrschenden Temp. entspricht. Entfernt man diese Dunstwolke (z.B. durch Fächern, Blasen, etc.), so verunsten neue Teilchen, was einem aus dem Alltag ja bekannt ist.

Aus diesem Grund verdunsten Flüssigleiten normalerweise sehr langsam. (Die Diffusionsgeschwindigkeit von Gasmolekülen bei Standardluftdruck ist eher gering, also ist die Wolke über der Flüssigkeit relativ stabil.) Interessant wird es, wenn man die Temperatur nun soweit erhöht, dass der Dampfdruck über den Atmosphärendruck steigt ( Anm. [2]). Denn jetzt können (sofern wir uns in einem offenen System befinden) niemals so viele Teilchen aus der Flüssigkeit abhauen, dass der Dampfdruck erreicht wird. Damit wird also, sofern die Temperatur konstant gehalten wird, die gesamte Flüssigkeit verdampfen.

[2] Den gleichen Effekt erhält man, wenn man den Umgebungsdruck unter den Dampfdruck bei der herrschenden Temp. absenkt (z.B. Vakuumdestillation).

Die Temperatur der Flüssigkeit kann dabei nie über den Siedepunkt steigen (Anm. [3]), denn das würde bedeuten, dass sich in der Flüssigkeit "zu viele" schnelle Teilchen befinden, was nicht sein kann, da diese abhauen würden. Man kann also eine Flüssigkeit so schnell verdampfen, wie man will, solange man nur die entuogene energie schnell genug nachliefert.

[3] Vom Siedeverzug einmal abgesehen.

Ich hoffe, das Prinzip des Siedens einigermaßen verständlich darstellen gekonnt zu haben.

LG
5gon12eder ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.03.2009, 00:41   #15   Druckbare Version zeigen
5gon12eder Männlich
Mitglied
Beiträge: 152
AW: Was passiert beim Sieden?

Ups, da war FKS mal wieder schneller.

Kleine Anmerkung zu meiner Antwort: Mit "Kapazität des Stoffes" ist natürlich die gesamte Wärmekapazität der Flüssigkeit (also die extensive Eigenschaft ; ) und nicht etwa die Stoffkonstante c ({[c] = \frac{J} {kg \cdot K}}) gemeint. Das war vielleicht etw. unglücklich formuliert.

LG

Geändert von 5gon12eder (03.03.2009 um 00:43 Uhr) Grund: typo
5gon12eder ist offline   Mit Zitat antworten
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