Gefrierpunktserniedrigung von Eiswasser
von Tatjana Müller
Ziel des Versuchs Bei diesem Versuch wird Eiswasser mittels Kochsalz unter 0°C abgekühlt.
Vorbemerkung
Materialien
Chemikalien
Gefahrstoffe
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS-Piktogramme |
|---|---|---|---|
| Wasser | – | – | – |
| Natriumchlorid | – | – | – |
Durchführung
Beobachtung
Deutung
Wird Salz in das Eiswasser gegeben, löst sich dieses. Um die Natriumchlorid-Ionen aus dem Kristallgitter zu lösen, muss die Gitterenergie aufgebracht werden. Die Wassermoleküle bilden dann anschließend eine Hydrathülle um die Salzionen, wodurch die Hydratationsenergie frei wird. Im Falle von Natriumchlorid und Wasser ist die Gitterenergie die aufgebracht werden muss größer, als die Hydratationsenergie die gewonnen wird, sodass zusätzlich Energie in Form von Wärme aus der Umgebung aufgenommen wird. Die Temperatur sinkt folglich.
Für die Jahrgangsstufe 7/8 könnte die Deutung dahingehend reduziert werden, dass die Erklärung wie folgt lautet:
Die Temperatur senkt sich auf -4,5°C ab. Dies liegt daran, dass das Salz in einer festen Struktur, in einem Kristall vorliegt. Wenn das Salz nun im vorhandenen Wasser gelöst wird, muss es aus dieser Struktur herausgelöst werden, wofür Energie benötigt wird. Wenn die Salzteilchen aus ihrer Struktur herausgelöst wurden, lagern sich Wasserteilchen um sie herum. Dabei wird Energie frei. Wenn die Energie, die durch das Anlagern der Wasserteilchen an den Salzteilchen frei wird, geringer ist als die Energie, die für das Herauslösen der Salzteilchen aus ihrer Struktur benötigt wird, muss zusätzlich Energie in Form von Wärme aus der Umgebung aufgenommen werden. Das Eiswasser kühlt sich weiter ab. Es handelt sich hierbei folglich um eine endotherme Reaktion.