Kolligative Eigenschaften – Gefrierpunkt, Siedepunkt, Dampfdruck und Osmose
ChemieKinetik und GleichgewichtAlter 16–17Virtuelles Labor
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Ein virtuelles Labor zu kolligativen Eigenschaften. Lösen Sie Glucose, Harnstoff, Ethylenglykol, Natriumchlorid, Calciumchlorid oder Ethansäure in Wasser oder Naphthalin bzw. Ethansäure in Benzol und messen Sie den Gefrierpunkt mit einer Abkühlkurve, den Siedepunkt unter Rückfluss, die Dampfdruckerniedrigung mit einem Ölmanometer und den osmotischen Druck an einer semipermeablen Membran. Tragen Sie ΔT gegen die Molalität auf, bestimmen Sie die molare Masse eines unbekannten Stoffes aus ΔTf und berechnen Sie den Van-'t-Hoff-Faktor bei Dissoziation (NaCl, CaCl₂) und Assoziation (Ethansäure-Dimere in Benzol).
Lektion: Kolligative Eigenschaften von Lösungen
Was sie zeigt
Manche Eigenschaften einer Lösung hängen nur davon ab, wie viele Teilchen gelöst sind, nicht welche. Ein gelöster Stoff senkt den Dampfdruck des Lösungsmittels (Raoultsches Gesetz); deshalb siedet die Lösung höher und gefriert tiefer: ΔTb = i·Kb·m und ΔTf = i·Kf·m. Durch eine Membran, die nur das Lösungsmittel durchlässt, strömt Lösungsmittel in die Lösung, bis der Überdruck dem osmotischen Druck π = i·c·R·T entspricht. Salze liefern mehr Teilchen (i ≈ 2 oder 3), Ethansäure in Benzol bildet dagegen Paare (i ≈ 0,5).
So funktioniert es
Wählen Sie einen Reiter, das Lösungsmittel und den gelösten Stoff und stellen Sie Masse gelöster Stoff w und Masse Lösungsmittel W ein. Klicken Sie auf Start: Die Abkühl- oder Aufheizkurve entsteht, das Ergebnis kommt in die Tabelle. Wiederholen Sie mit anderen Massen, um ΔT gegen m aufzutragen. Im Reiter Osmose klicken Sie auf Start, ändern „Angelegter Druck“ und klicken auf Fluss notieren, um den Druck zu finden, der den Fluss stoppt.
Einstellbare Parameter
- Versuch Gefrierpunkt, Siedepunkt, Dampfdruck, Osmotischer Druck
- Lösungsmittel Wasser, Benzol
- Gelöster Stoff Glucose, Harnstoff, Ethylenglykol, Natriumchlorid, Calciumchlorid, Ethansäure, Unbekannter Stoff X, Naphthalin
- Masse des gelösten Stoffes 0–10 g
- Masse des Lösungsmittels 20–200 g
- Temperatur (Dampfdruck und Osmose) 10–60 °C
- Auf die Lösung angelegter Druck 0–8000 kPa
Fragen zum Erkunden
- Warum senkt Calciumchlorid mit 0,1 mol/kg den Gefrierpunkt etwa dreimal so stark wie Glucose mit 0,1 mol/kg?
- Wie kann eine Gefrierpunktsmessung die molare Masse eines unbekannten Stoffes liefern?
- Warum ergibt Ethansäure in Benzol einen Van-'t-Hoff-Faktor nahe 0,5?
