hallo, leute,
ich hätte da mal eine frage, und zwar, warum schmilzt der schnee, wenn man salz drüber streut.
gruss
mariana
senkt den Schmelzpunkt des Wasser
Hallo Mariana,
Salz (Natriumclorid NaCL) setzt den Schmelzpunkt des Wassers herab; würde Schnee zb. bei (wann schmilzt eigentlich Schnee?) 5°C schmelzen, so schmilzt er bei Zugabe von Salz schon bei 0°C.
Sollten die Zahlenbeispiele nicht ganz so korrekt sein, dann bitte Verbessern.
Gruss,
Nicole
Hi Schildkröte
Wassereis schmilzt bei 0 °C … das ist so definiert *g*
Die Zugabe von Salz (NaCl) senkt den Schmelzpunkt: der schmelzprozess (erstes Schmelzen) beginnt bereits bei -21,1°C… da bilden sich in einer NaCl-Wassereismischung die ersten Schmelztropfen.
Darum weicht eine harte Schneefahrbahn nach dem Salzen sofor auf
Die Temperatur, bei der alles geschmolzen ist, ist von der salzmeneg abhängig… Vereinfacht gesagt, Je mehr Salz, desto tiefer die Temperatur, bei der alles geschmolzen ist.
Das Phasendiagramm für das system NaCl-H2O hab ich bei meinem Kollegen R. Bakker online gefunden:
http://www.unileoben.ac.at/~buero62/minpet/ronald/Ha…
weit nach unten scrollen…
Alle Klarheiten beseitigt
Gruß
Mike
aber warum…?
Salz (Natriumclorid NaCL) setzt den Schmelzpunkt des Wassers
herab
ok, aber warum hat salz diese wirkung auf schnee? was wird da zusammen gekoppelt oder wie dem auch sei, mich interessiert es jetzt wahnsinnig, warum salz den schmelzpunkt des wassers senkt.
ich bedanke mich im voraus für erklärungen.
liebe grüsse
mariana
natürlich 0°C…*schämanKopffass*
o/t
…nichts…
Das hat mit der Gitterenergie zu tun. So ein Kristallgitter (Eiskristalle im Schnee) ist ein energiearmer Zustand. Hier liegen positive und negative Partialladungen schön brav nebeneinander, die „potentielle“ Energie ist daher gering (vergleiche es mit Teilchen in einem Schwerefeld. Ihre potentielle Energie ist größer, je weiter sie vom Boden entfernt sind. Bei wild durcheinanderspringenden Teilchen (Flüssigkeit) gibt es also eine mittlere pot. E., die größer ist,als wenn alle Teilchen ordentlich auf dem Boden liegen würden (Kristall). Das ist natürlich jetzt nur ein Vergleich, der hier und da hinkt. Um diese Koordinationen zu lösen, braucht man Energie, die man durch Wärme zuführen kann. Salze bestehen aus Ionen, also elektrisch geladenen Teilchen. Diese können die Wassermoleküle aus dem Kristallgitter herausziehen und um sich koordinieren (sie bilden eine Hydrathülle). Diese Koordination wird durch die sehr viel stärkere elektr. Wechselw. mit dem Ion erzwungen. Die Ionen zwingen durch die Bildung ihrer Hydrathüllen das Wasser in eine flüssige Form. Dazu borgt sich das Wasser sogar Energie aus der Umgebung, die dabei kälter wird. Sogenannte Kältemischungen aus Kochsalz und Eis können bis -15°C kalt werden.
Hoffe, daß war etwas verständlich und nicht allzu falsch,
jochen
Salze
bestehen aus Ionen, also elektrisch geladenen Teilchen. Diese
können die Wassermoleküle aus dem Kristallgitter herausziehen
und um sich koordinieren (sie bilden eine Hydrathülle). Diese
Koordination wird durch die sehr viel stärkere elektr.
Die Schmelzpunkterniedrigung gehört zu den kolligativen Eigenschaften. Das bedeutet, daß sie unabhängig von der Art des gelösten Stoffes ist und allein von der Stoffmenge bestimmt wird. Die Begründung kann also nicht in der Wechselwirkung zwischen den Wassermolekülen und den Teilchen des zugegebenen Stoffen liegen.
Wenn ich mich recht entsinne, dann handelt es sich um einen Entropieeffekt. Es ist wesentlich wahrscheinlicher, daß die Teilchen des Lösungsmittels und des gelösten Stoffen kunterbunt durcheinander gemischt sind, als daß sie fein säuberlich getrennt nebeneinander vorliegen. Dieser wahrscheinlichere Zustand liegt in der Lösung vor und wird von der Natur bevorzugt, auch wenn dafür Energie aufgewendet werden muß.
Wenn ich mich recht entsinne, dann handelt es sich um einen
Entropieeffekt.
Da entsinnst du dich recht. Der kommt hinzu, ist aber - so wie mir das mal erzählt wurde (Chemie „nur“ im Nebenfach…) eben nicht der einzige Grund. Ich frag gleich noch mal einen „Hardcore-Biochemiker“.
Jochen
Also, ich habe nochmal gefragt eine Biologin, einen Biochemiker und einen Chemiker. Wir wurden uns einig, daß sowohl die Hydratisierung und die Entropiezunahme für die Siedepunktserhöhung/Gefrierpunktserniedrigung verantwortlich sind.
Die Gitterenergie muß gelöst werden. Das Ionengitter zerschlagen die Wassermoleküle selbst noch im Kristall, weil die Randständigen Ionen an der Grenzfläche zum Wasser ihre Ladungen im Salzkristall natürlich nicht symmetrisch absättigen können. In der Nähe der Ionen wird durch das EM-Feld der Ionen das Wechselwirkungsnetz im Eisgitter gestört, die Wassermoleküle richten sich in der Hydrathülle des Ions neu aus. In der Nähe des Salzkristalls gibt es also kein freies Wasser mehr, was für eine Eiskristallbildung zu Verfügung steht. Durch die stärkere Koordination der Wassermoleküle in der Hydratationshülle wird Energie frei. Die Summe der Gitterenergie und Hydratationsenergie ist im Falle des Kochsalzes kleiner Null, die Reaktion ist endotherm, weshalb sich Wasser oder Eis beim Lösuen von Kochsalz noch abkühlt. Das liegt an der sehr hohen Gitterenergie im NaCl-Kristall.
Damit diese Reaktion TROTZDEM läuft, muß die Entropie zunehmen. Diese ist in diesem Prozeß also die treibende Größe.
Daß die Entropie nicht alleine verantwortlich ist, erkennt man im Experiment an der Tatsache, daß dieser Vorgang nicht nur von der Teilchenzahl abhängt, sondern auch von der Art des Salzes.
Gruß
Jochen
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Einspruch
Hi
Die Schmelzpunkterniedrigung gehört zu den kolligativen
Eigenschaften. Das bedeutet, daß sie unabhängig von der Art
des gelösten Stoffes ist und allein von der Stoffmenge
bestimmt wird.
Das ist nicht korrekt. Die Temperatur des Eutektikums (also des ersten Schmelzens bzw der minimalen Temperatur, bei der noch Flüssigkeit vorhanden ist) ist rein von der chemischen Zusammensetzung der gelösten Salze abhängig.
So hat KCL-Wasser eine Eutektische Temperatur von -11,irgendwas, naCl-Wasser -21,1 °C , CaCl2-Wasser -49°C und NaCl-CaCl2-H2O -52°C.
Auch das letzte Schmelzen (also der Punkt ab dem die gesamte Lösung flüssig ist) ist sowohl von der Menge als auch von der Art der gelösten salze abhängig…
(die Methode verwenden wir, um die chemische Zusammensetzung und den Salzgehalt von im Gestein eingeschlossener Flüssigkeiten zerstörungsfrei festzustellen)
Gruß
Mike
Die Temperatur des Eutektikums (also
des ersten Schmelzens bzw der minimalen Temperatur, bei der
noch Flüssigkeit vorhanden ist) ist rein von der chemischen
Zusammensetzung der gelösten Salze abhängig.
Das mag sein.
Auch das letzte Schmelzen (also der Punkt ab dem die gesamte
Lösung flüssig ist) ist sowohl von der Menge als auch von der
Art der gelösten salze abhängig…
Das wiederum kann ich nicht glauben. Diese Temperatur dürfte nur von der kryoskopischen Konstante des Wassers und der Zahl der gelösten Ionen abhängen.
Die Einschränkung besteht natürlich darin, daß die Gefrierpunkterniedrigung nur im Grenzfall unendlicher Verdünnung eine reine kolligative Eigenschaft ist. Bei den Konzentrationen, mit denen wir es beim Salzstreuen im Winter zu tun haben kann man wohl intermolekulare Wechselwirkungen nicht mehr vernachlässigen.
das Zitat
Hi Mr…
Die Temperatur des Eutektikums (also
des ersten Schmelzens bzw der minimalen Temperatur, bei der
noch Flüssigkeit vorhanden ist) ist rein von der chemischen
Zusammensetzung der gelösten Salze abhängig.Das mag sein.
Ist so… glaubs mir… ich vertreibe mir damit meine Zeit *g*
Auch das letzte Schmelzen (also der Punkt ab dem die gesamte
Lösung flüssig ist) ist sowohl von der Menge als auch von der
Art der gelösten salze abhängig…Das wiederum kann ich nicht glauben. Diese Temperatur dürfte
nur von der kryoskopischen Konstante des Wassers und der Zahl
der gelösten Ionen abhängen.Die Einschränkung besteht natürlich darin, daß die
Gefrierpunkterniedrigung nur im Grenzfall unendlicher
Verdünnung eine reine kolligative Eigenschaft ist. Bei den
Konzentrationen, mit denen wir es beim Salzstreuen im Winter
zu tun haben kann man wohl intermolekulare Wechselwirkungen
nicht mehr vernachlässigen.
Hm unendliche Verdünnung…
also sozusagen homöophatische Dosen *g*
bei geringen Salzgehalten sind die Gefrierpunktserniedrigungen tatsächlich kaum zu unterscheiden… aber sobald es über einige % gelöstes Salz geht, wird es eklatant mit den Unterschieden…
Zumindest in den Experimenten.
Genau deshalb lassen sich diese Wasser-Salz-mischungen sehr schwierig rein rechnerisch in den Griff bekommen…
Und noch zwei Zitate:
Davis, D. W. , Lowenstein, T. K. & Spencer, R. J. 1990: Melting behavior of fluid inclusions in laboratory-grown halite crystals in the systems Nacl-H2O, NaCl-KCl-H2O, NaCl-MgCl-H2O and NaCl- CaCl2-H2O; Geochim Cosmochim. Acta 54, 591-601;
Oakes, C. S., Bodnar, R. J. & Simonson, J. M. 1990; The System NaCl-CaCl2-H2O: The ice liquidus at 1 atm total pressure; Geochim, Cosmochim. Acta 54, 603-610
Gruß
Mike
*derschonfurchtbarvieleflüssigkeitseinschlüsseuntersuchthat*
Hm unendliche Verdünnung…
also sozusagen homöophatische Dosen *g*
Der Unterschied besteht darin, daß die Naturwissenschaftler mit unendlichen Verdünnungen nur rechnen, während die Homöopaten damit arbeiten :o)
Hallo,
Wassereis schmilzt bei 0 °C … das ist so definiert *g*
Stimmt unter Normalbedingungen!
Die Zusatzfrage, ob der Schmelzpunkt von der Struktur (amorph/kristallin) abhängt, ist sicher auch schon lange geklärt.
Cu Rene