Wie ändert sich die Temperatur beim Lösen von Salzen im Wasser?

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Wie ändert sich die Temperatur beim Lösen von Salzen im Wasser?

Antwort

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Was passiert mit einem Polyurethanschlauch bei Erwärmung auf 150 Grad Celsius?

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Berechne mit der Gibbs-Helmholtz-Gleichung die Temperatur, ab der die Umwandlung von Al(OH)3 zu Al2O3 und H2O freiwillig abläuft.

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Beim Lösen von Salzen in Wasser kann es zu einer Temperaturänderung kommen, die entweder exotherm (Wärme wird freigesetzt) oder endotherm (Wärme wird aufgenommen) sein kann. Dies hängt von der Art des Salzes und den Wechselwirkungen zwischen den Ionen des Salzes und den Wassermolekülen ab. 1. **Exotherme Reaktion**: Wenn die Hydratationsenergie (die Energie, die freigesetzt wird, wenn Ionen von Wassermolekülen umgeben werden) größer ist als die Gitterenergie (die Energie, die benötigt wird, um das Ionengitter des Salzes zu brechen), wird Wärme freigesetzt und die Temperatur des Wassers steigt. Ein Beispiel hierfür ist das Lösen von Natriumhydroxid (NaOH) in Wasser. 2. **Endotherme Reaktion**: Wenn die Gitterenergie größer ist als die Hydratationsenergie, wird Wärme aus der Umgebung aufgenommen und die Temperatur des Wassers sinkt. Ein Beispiel hierfür ist das Lösen von Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) in Wasser. Die genaue Temperaturänderung hängt von der spezifischen Wärmekapazität des Wassers, der Menge des gelösten Salzes und den spezifischen thermodynamischen Eigenschaften des Salzes ab.

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Ein Polyurethanschlauch ist in der Regel für Temperaturen bis etwa 60–80 °C (manche Spezialtypen bis ca. 100 °C) ausgelegt. Wird er auf 150 °C erhitzt, treten folgende Verä... [mehr]

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Ein Polyurethanschlauch ist in der Regel für Temperaturen bis etwa 60–80 °C (manche Spezialtypen bis ca. 100 °C) ausgelegt. Wird er auf 150 °C erhitzt, treten folgende Veränderungen auf: 1. **Weichwerden und Verformung:** Polyurethan beginnt bei Temperaturen über seiner maximalen Einsatztemperatur stark zu erweichen. Der Schlauch verliert seine Formstabilität, kann sich verziehen oder zusammenfallen. 2. **Thermische Zersetzung:** Ab etwa 150 °C beginnt Polyurethan zu zersetzen. Es entstehen dabei Gase und Zersetzungsprodukte, die unangenehm riechen und gesundheitsschädlich sein können. 3. **Verlust der mechanischen Eigenschaften:** Der Schlauch wird spröde, rissig oder klebrig und verliert seine Flexibilität und Festigkeit. 4. **Verfärbung:** Es kann zu einer deutlichen Verfärbung (Vergilbung oder Bräunung) kommen. **Fazit:** Ein Polyurethanschlauch ist für 150 °C nicht geeignet. Er wird bei dieser Temperatur dauerhaft beschädigt und unbrauchbar. Für Anwendungen in diesem Temperaturbereich sollten hitzebeständigere Materialien wie Silikon oder PTFE verwendet werden.

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Gold (Au) ist ein sehr edles Metall und zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Dennoch gibt es einige geschmolzene Salze, die in heißem, geschmolzenem Zustand mit Gold r... [mehr]

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Gold (Au) ist ein sehr edles Metall und zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Dennoch gibt es einige geschmolzene Salze, die in heißem, geschmolzenem Zustand mit Gold reagieren oder es sogar lösen können. Die wichtigsten Beispiele sind: **1. Geschmolzene Cyanide (z. B. Natriumcyanid, Kaliumcyanid):** Gold löst sich in geschmolzenen Cyaniden, insbesondere bei Anwesenheit von Sauerstoff oder anderen Oxidationsmitteln. Dies ist die Grundlage des industriellen Gold-Laugungsverfahrens (Goldcyanidlaugung), das allerdings meist in wässriger Lösung und nicht in der Schmelze durchgeführt wird. In geschmolzenem Zustand ist die Reaktivität noch höher. **2. Geschmolzene Halogenide (insbesondere Chloride und Bromide):** Gold kann in geschmolzenen Halogeniden wie Natriumchlorid (NaCl), Kaliumchlorid (KCl) oder Lithiumchlorid (LiCl) bei sehr hohen Temperaturen und in Anwesenheit von Chlor oder Brom (als Gas oder als Bestandteil des Schmelzsalzes) gelöst werden. Besonders effektiv ist dies bei Zugabe von Chlor- oder Bromgas, da dann Gold(III)-halogenide (z. B. AuCl₃) gebildet werden, die in der Schmelze löslich sind. **3. Geschmolzene Schwefelverbindungen (z. B. Natriumsulfid, Kaliumsulfid):** Gold kann in geschmolzenen Sulfiden gelöst werden, insbesondere wenn oxidierende Bedingungen herrschen. Es entstehen dabei Goldsulfide, die in der Schmelze löslich sind. **4. Geschmolzene Salpetersäure- oder Königswasserschmelzen:** Obwohl Königswasser (eine Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure) Gold in Lösung bringt, ist dies ein wässriges System. In geschmolzenen Nitraten (z. B. Natriumnitrat) kann Gold bei sehr hohen Temperaturen und oxidierenden Bedingungen ebenfalls angegriffen werden, allerdings ist dies weniger effektiv als bei den oben genannten Salzen. **Fazit:** Gold ist gegenüber den meisten geschmolzenen Salzen sehr beständig. Eine signifikante Korrosion oder Lösung tritt vor allem bei geschmolzenen Cyaniden, Halogeniden (mit Halogenzugabe) und Sulfiden auf, insbesondere unter oxidierenden Bedingungen. **Quellen und weiterführende Links:** - [Gold – Chemie.de](https://www.chemie.de/lexikon/Gold.html) - [Gold – Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Gold) - [Goldgewinnung – Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Goldgewinnung)

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Um die Temperatur zu berechnen, ab der die Reaktion \[ 2 \mathrm{Al(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Al_2O_3} + 3 \mathrm{H_2O} \] freiwillig (also spontan) abläuft, nutzt man die Gibbs-Helmholtz-Gle... [mehr]

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Um die Temperatur zu berechnen, ab der die Reaktion \[ 2 \mathrm{Al(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Al_2O_3} + 3 \mathrm{H_2O} \] freiwillig (also spontan) abläuft, nutzt man die Gibbs-Helmholtz-Gleichung: \[ \Delta G = \Delta H - T \Delta S \] Die Reaktion läuft freiwillig ab, wenn \(\Delta G < 0\). Der kritische Punkt ist, wenn \(\Delta G = 0\): \[ 0 = \Delta H - T \Delta S \implies T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \] **1. Standardbildungsenthalpien (\(\Delta H_f^\circ\)) und Standardentropien (\(S^\circ\)) nachschlagen:** | Verbindung | \(\Delta H_f^\circ\) [kJ/mol] | \(S^\circ\) [J/(mol·K)] | |--------------------|-------------------------------|-------------------------| | Al(OH)\(_3\) (s) | -1276 | 65 | | Al\(_2\)O\(_3\) (s)| -1676 | 51 | | H\(_2\)O (g) | -242 | 189 | **2. Reaktionsenthalpie (\(\Delta H\)) berechnen:** \[ \Delta H = [\Delta H_f^\circ(\mathrm{Al_2O_3}) + 3 \cdot \Delta H_f^\circ(\mathrm{H_2O})] - [2 \cdot \Delta H_f^\circ(\mathrm{Al(OH)_3})] \] \[ = [-1676 + 3 \cdot (-242)] - [2 \cdot (-1276)] \] \[ = [-1676 - 726] - [-2552] \] \[ = -2402 + 2552 = +150\, \text{kJ} \] **3. Reaktionsentropie (\(\Delta S\)) berechnen:** \[ \Delta S = [S^\circ(\mathrm{Al_2O_3}) + 3 \cdot S^\circ(\mathrm{H_2O})] - [2 \cdot S^\circ(\mathrm{Al(OH)_3})] \] \[ = [51 + 3 \cdot 189] - [2 \cdot 65] \] \[ = [51 + 567] - 130 \] \[ = 618 - 130 = 488\, \text{J/K} \] **4. Temperatur berechnen:** \[ T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \] Achte auf die Einheiten: \(\Delta H = 150\,000\, \text{J}\), \(\Delta S = 488\, \text{J/K}\): \[ T = \frac{150\,000}{488} \approx 307\, \text{K} \] **Antwort:** Die Umwandlung von Al(OH)\(_3\) in Al\(_2\)O\(_3\) und H\(_2\)O läuft ab etwa **307 K** (ca. 34 °C) freiwillig ab. **Hinweis:** Die Werte können je nach Quelle leicht variieren. Für eine präzise Berechnung sollten die exakten Werte aus einer zuverlässigen Datenbank verwendet werden.

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Der Schmelzpunkt von Butan liegt bei etwa -138,3 °C.

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Der Schmelzpunkt von Butan liegt bei etwa -138,3 °C.

Kategorie: Chemie Tags: Butan Schmelzpunkt Temperatur

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Der Schmelzpunkt von Ethanol liegt bei etwa -114,1 °C.

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Der Schmelzpunkt von Ethanol liegt bei etwa -114,1 °C.

Kategorie: Chemie Tags: Ethanol Schmelzpunkt Temperatur

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Die Siedeeigenschaft und die Siedetemperatur sind wichtige Konzepte in der Thermodynamik und Chemie. Hier sind die wichtigsten Punkte: 1. **Siedetemperatur**: Dies ist die Temperatur, bei der der Dam... [mehr]

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Die Siedeeigenschaft und die Siedetemperatur sind wichtige Konzepte in der Thermodynamik und Chemie. Hier sind die wichtigsten Punkte: 1. **Siedetemperatur**: Dies ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck einer Flüssigkeit gleich dem Umgebungsdruck ist. Bei dieser Temperatur beginnt die Flüssigkeit zu sieden und geht in den gasförmigen Zustand über. 2. **Einfluss des Drucks**: Die Siedetemperatur einer Flüssigkeit hängt stark vom Umgebungsdruck ab. Bei höherem Druck steigt die Siedetemperatur, während sie bei niedrigerem Druck sinkt. Zum Beispiel siedet Wasser bei 100 °C unter Normaldruck (1 atm), aber bei höherem Druck, wie in einem Schnellkochtopf, kann es bei höheren Temperaturen sieden. 3. **Reine Substanzen vs. Mischungen**: Reine Substanzen haben eine definierte Siedetemperatur, während Mischungen (z.B. Lösungen) einen Siedepunkt haben, der von den Komponenten und deren Konzentrationen abhängt. Dies kann zu einem Siedepunktserhöhungseffekt führen. 4. **Siedeverhalten**: Beim Sieden bilden sich Dampfblasen in der Flüssigkeit, die an die Oberfläche steigen. Dies geschieht, wenn die Moleküle genügend Energie haben, um die intermolekularen Kräfte zu überwinden. 5. **Anwendungen**: Die Siedetemperatur ist wichtig in vielen industriellen Prozessen, wie der Destillation, wo verschiedene Komponenten aufgrund ihrer unterschiedlichen Siedetemperaturen getrennt werden. 6. **Temperaturabhängigkeit**: Die Siedetemperatur kann auch von der chemischen Struktur der Substanz abhängen. Zum Beispiel haben polare Moleküle oft höhere Siedetemperaturen als unpolare Moleküle aufgrund stärkerer intermolekularer Kräfte. Diese Punkte bieten einen Überblick über die Siedeeigenschaft und die Siedetemperatur und deren Bedeutung in der Chemie und Technik.

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Abdampfen ist ein physikalischer Prozess, bei dem eine Flüssigkeit durch Erhitzen in Dampf umgewandelt wird. Dabei wird die Flüssigkeit so weit erhitzt, dass sie ihren Siedepunkt erreicht un... [mehr]

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Abdampfen ist ein physikalischer Prozess, bei dem eine Flüssigkeit durch Erhitzen in Dampf umgewandelt wird. Dabei wird die Flüssigkeit so weit erhitzt, dass sie ihren Siedepunkt erreicht und in den gasförmigen Zustand übergeht. Dieser Vorgang wird häufig in der Chemie und in der Lebensmittelindustrie verwendet, um Wasser oder andere Lösungsmittel von festen Stoffen zu trennen oder um Konzentrate herzustellen. Abdampfen kann auch in der Natur vorkommen, beispielsweise wenn Wasser aus einem Gewässer verdampft.

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VSG (Vorgespanntes Glas) wird im Autokl typischerweise bei Temperaturen zwischen 120 °C und 180 °C hergestellt. Die genaue Temperatur kann je nach spezifischem Verfahren und den verwendeten Ma... [mehr]

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VSG (Vorgespanntes Glas) wird im Autokl typischerweise bei Temperaturen zwischen 120 °C und 180 °C hergestellt. Die genaue Temperatur kann je nach spezifischem Verfahren und den verwendeten Materialien variieren.