Warum erhält man bei der Mischung von 50 ml Alkohol und 50 ml Wasser nur 96 ml Flüssigkeit?

Question

Warum erhält man bei der Mischung von 50 ml Alkohol und 50 ml Wasser nur 96 ml Flüssigkeit?

Antwort

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Volumenverlust bei der Mischung von Wasser und Alkohol mit Teilchenmodell erklären

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Wie viel Glycin muss ich einer 50:50 Mischung von Ethanol und Orthophosphorsäure hinzufügen, um eine Dichte von 1,2 zu erreichen?

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Wenn du 50 ml Alkohol und 50 ml Wasser mischst, erhältst du nicht einfach 100 ml Flüssigkeit, weil es zu einer Volumenverringerung kommt. Dies geschieht aufgrund der intermolekularen Wechselwirkungen zwischen den Molekülen von Wasser und Alkohol. Alkohole, wie Ethanol, haben eine Struktur, die es ihnen ermöglicht, sich in die Lücken zwischen den Wassermolekülen einzufügen. Dadurch wird der Raum, den die Flüssigkeiten einnehmen, effizienter genutzt, was zu einer Gesamtvolumenreduktion führt. In deinem Beispiel resultiert dies in einem Gesamtvolumen von etwa 96 ml.

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Der Volumenverlust bei der Mischung von Wasser und Alkohol kann durch das Teilchenmodell erklärt werden. Im Teilchenmodell wird angenommen, dass alle Stoffe aus winzigen Teilchen bestehen die s... [mehr]

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Der Volumenverlust bei der Mischung von Wasser und Alkohol kann durch das Teilchenmodell erklärt werden. Im Teilchenmodell wird angenommen, dass alle Stoffe aus winzigen Teilchen bestehen die sich bewegen und zwischen ihnen Platz haben. Wenn Wasser und Alkohol (z.B. Ethanol) gemischt werden, geschieht Folgendes: 1. **Anordnung der Teilchen**: Wasser besteht aus Wassermolekülen (H₂O), die durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden. Ethanol hat eine andere Struktur und besteht aus Ethanol-Molekülen (C₂H₅OH), die ebenfalls intermolekulare Kräfte haben, aber diese sind schwächer als die Wasserstoffbrückenbindungen im Wasser. 2. **Mischung der Moleküle**: Wenn Wasser und Alkohol gemischt werden, bewegen sich die Moleküle näher zueinander. Die kleineren Ethanol-Moleküle können in die Zwischenräume der größeren Wasser-Moleküle eindringen. Dadurch wird der Raum, den die Moleküle einnehmen, effizienter genutzt. 3. **Volumenverlust**: Da die Moleküle enger gepackt werden, als es bei den reinen Flüssigkeiten der Fall war, kommt es zu einem Volumenverlust. Das bedeutet, dass das Gesamtvolumen der Mischung kleiner ist als die Summe der Volumina der beiden Flüssigkeiten, wenn sie getrennt wären. Zusammengefasst führt die Anordnung und Interaktion der Moleküle dazu, dass beim Mischen von Wasser und Alkohol weniger Raum benötigt wird, was den beobachteten Volumenverlust erklärt.

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1 Liter reiner Alkohol enthält genau 1 Liter (also 1000 Milliliter) reinen Alkohol. Das entspricht 100 % Alkohol (Ethanol) ohne Wasser oder andere Zusätze. In Gramm umgerechnet wiegt 1 Liter... [mehr]

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1 Liter reiner Alkohol enthält genau 1 Liter (also 1000 Milliliter) reinen Alkohol. Das entspricht 100 % Alkohol (Ethanol) ohne Wasser oder andere Zusätze. In Gramm umgerechnet wiegt 1 Liter reiner Alkohol etwa 789 Gramm, da die Dichte von Ethanol bei 20 °C etwa 0,789 g/ml beträgt.

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Die Oxonium-Konzentration (H₃O⁺-Ionen) in reinem Wasser bei 25 °C beträgt 1 × 10⁻⁷ mol/l (Molar). Das entspricht dem neutralen pH-Wert von 7, da pH = –log[H₃O⁺]. In Lösunge... [mehr]

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Die Oxonium-Konzentration (H₃O⁺-Ionen) in reinem Wasser bei 25 °C beträgt 1 × 10⁻⁷ mol/l (Molar). Das entspricht dem neutralen pH-Wert von 7, da pH = –log[H₃O⁺]. In Lösungen mit Säuren oder Basen verändert sich die Oxonium-Konzentration entsprechend. Bei Zugabe einer Säure steigt sie, bei Zugabe einer Base sinkt sie. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: Oxoniumion](https://de.wikipedia.org/wiki/Oxoniumion).

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Die Menge an Phenolphthalein, die benötigt wird, um 1 Liter Wasser rot zu färben, hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Konzentration der Phenolphthalein-Lösung** (üblich sind... [mehr]

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Die Menge an Phenolphthalein, die benötigt wird, um 1 Liter Wasser rot zu färben, hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Konzentration der Phenolphthalein-Lösung** (üblich sind 1%ige oder 0,1%ige Lösungen in Ethanol) 2. **pH-Wert des Wassers**: Phenolphthalein ist ein pH-Indikator und färbt sich erst ab einem pH-Wert von etwa 8,2 rosa bis rot (bei pH > 10 kräftig rot). In neutralem oder saurem Wasser bleibt die Lösung farblos. **Beispielrechnung:** - Bei einer 1%igen Phenolphthalein-Lösung (1 g Phenolphthalein in 100 ml Ethanol) reichen in der Regel **1–2 ml** auf 1 Liter Wasser aus, um bei alkalischem pH-Wert (z. B. durch Zugabe von Natronlauge) eine deutliche Rotfärbung zu erzielen. **Wichtig:** - In **neutralem oder saurem Wasser** bleibt Phenolphthalein farblos, egal wie viel du zugibst. - Die Rotfärbung tritt **nur bei alkalischem pH** auf. **Fazit:** Um 1 Liter Wasser rot zu färben, benötigst du etwa **1–2 ml einer 1%igen Phenolphthalein-Lösung**, vorausgesetzt, das Wasser ist ausreichend alkalisch (pH > 10). Weitere Infos zu Phenolphthalein findest du z. B. bei [Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Phenolphthalein).

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Isopropanol (auch Isopropylalkohol oder 2-Propanol genannt) und Brennspiritus sind nicht dasselbe, auch wenn sie beide als Lösungsmittel und Reinigungsmittel verwendet werden. **Isopropanol** is... [mehr]

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Isopropanol (auch Isopropylalkohol oder 2-Propanol genannt) und Brennspiritus sind nicht dasselbe, auch wenn sie beide als Lösungsmittel und Reinigungsmittel verwendet werden. **Isopropanol** ist eine chemisch definierte Substanz mit der Summenformel C₃H₈O. Er wird häufig als Desinfektionsmittel, Reinigungsmittel oder Lösungsmittel verwendet. **Brennspiritus** (auch einfach „Spiritus“ genannt) besteht hauptsächlich aus Ethanol (Trinkalkohol), dem jedoch Vergällungsmittel zugesetzt werden, um ihn ungenießbar zu machen. Die genaue Zusammensetzung kann variieren, aber Isopropanol ist normalerweise **nicht** enthalten. Brennspiritus enthält oft auch geringe Mengen anderer Stoffe wie Methylethylketon oder Farbstoffe. **Fazit:** Isopropanol und Brennspiritus sind unterschiedliche Produkte mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen. Sie sind nicht direkt austauschbar, auch wenn sie sich in manchen Anwendungen ähneln. Weitere Infos zu den Produkten findest du z.B. hier: - [Isopropanol – Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Isopropanol) - [Brennspiritus – Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Brennspiritus)

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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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Das Molekül Wasser (H₂O) besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O). Der Aufbau des Wassermoleküls kann wie folgt beschrieben werden: 1. **Atomare Zusammensetzung**... [mehr]

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Das Molekül Wasser (H₂O) besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O). Der Aufbau des Wassermoleküls kann wie folgt beschrieben werden: 1. **Atomare Zusammensetzung**: - Jedes Wasserstoffatom hat ein Elektron. - Das Sauerstoffatom hat sechs Valenzelektronen. 2. **Bindungen**: - Jedes Wasserstoffatom bildet eine kovalente Bindung mit dem Sauerstoffatom, indem es sein einzelnes Elektron mit einem der sechs Elektronen des Sauerstoffs teilt. Dadurch entstehen zwei Einfachbindungen. 3. **Elektronenpaare**: - Der Sauerstoff hat nach der Bindung noch zwei nicht bindende Elektronenpaare (insgesamt sechs Elektronen minus die zwei, die für die Bindungen verwendet werden). Die Valenzstrichformel für Wasser sieht folgendermaßen aus: ``` H:O:H .. ``` Hierbei steht: - „H“ für Wasserstoffatome, - „O“ für das Sauerstoffatom, - die Punkte (.) repräsentieren die nicht bindenden Elektronenpaare des Sauerstoffs. Insgesamt hat das Wassermolekül eine gewinkelte Struktur, da die beiden Wasserstoffatome und die beiden nicht bindenden Elektronenpaare des Sauerstoffs eine tetraedrische Anordnung bilden, was zu einem Winkel von etwa 104,5 Grad zwischen den Wasserstoffatomen führt.

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Die Dichte von Öl ist in der Regel kleiner als die von Wasser. Das bedeutet, dass Öl auf Wasser schwimmt. Während die Dichte von Wasser etwa 1 g/cm³ beträgt, liegt die Dichte... [mehr]

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Die Dichte von Öl ist in der Regel kleiner als die von Wasser. Das bedeutet, dass Öl auf Wasser schwimmt. Während die Dichte von Wasser etwa 1 g/cm³ beträgt, liegt die Dichte von den meisten Ölen, wie z.B. Pflanzenöl, typischerweise zwischen 0,8 und 0,9 g/cm³.

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Die Reaktionsgleichung für die Addition von Wasser (Hydratisierung) an Ethen (C₂H₄) lautet: 1. **Reaktanten**: Ethen (C₂H₄) + Wasser (H₂O) 2. **Produkte**: Ethanol (C₂H₅OH) Die Strukturformel d... [mehr]

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Die Reaktionsgleichung für die Addition von Wasser (Hydratisierung) an Ethen (C₂H₄) lautet: 1. **Reaktanten**: Ethen (C₂H₄) + Wasser (H₂O) 2. **Produkte**: Ethanol (C₂H₅OH) Die Strukturformel der Reaktion kann wie folgt dargestellt werden\[ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \] In dieser Reaktion wird ein Wassermolekül an das Ethen addiert, was zur Bildung von Ethanol führt.

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Um die Menge an Glycin zu berechnen, die du einer 50:50-Mischung von Ethanol und Orthophosphorsäure hinzufügen musst, um eine Dichte von 1,2 g/cm³ zu erreichen, sind einige Schritte erf... [mehr]

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Um die Menge an Glycin zu berechnen, die du einer 50:50-Mischung von Ethanol und Orthophosphorsäure hinzufügen musst, um eine Dichte von 1,2 g/cm³ zu erreichen, sind einige Schritte erforderlich. 1. **Dichten der Komponenten**: - Ethanol hat eine Dichte von etwa 0,789 g/cm³. - Orthophosphorsäure hat eine Dichte von etwa 1,88 g/cm³. 2. **Berechnung der Dichte der Mischung**: Bei einer 50:50-Mischung (nach Volumen) kannst du die Dichte der Mischung berechnen, indem du das Volumen und die Dichte der einzelnen Komponenten berücksichtigst. 3. **Mischungsdichte**: Die Dichte der Mischung (ρ_misch) kann mit der Formel berechnet werden: \[ \rho_{misch} = \frac{m_{Ethanol} + m_{Orthophosphorsäure}}{V_{Ethanol} + V_{Orthophosphorsäure}} \] wobei \(m\) die Masse und \(V\) das Volumen ist. 4. **Glycin hinzufügen**: Um die Dichte auf 1,2 g/cm³ zu erhöhen, musst du die Masse des Glycins (Dichte ca. 1,5 g/cm³) berechnen, die du hinzufügen musst. 5. **Iterative Berechnung**: Du musst iterativ die Masse des Glycins hinzufügen und die neue Dichte der Mischung berechnen, bis du die gewünschte Dichte von 1,2 g/cm³ erreichst. Diese Berechnung erfordert einige Annahmen und iterative Schritte, die am besten mit einem Programm oder einer detaillierten Berechnung durchgeführt werden können. Es ist ratsam, dies experimentell zu überprüfen, da die Dichte von Mischungen nicht immer linear ist.