Siedetemperatur als charakteristische Eigenschaft

Im letzten Kapitel wurden die Begriffe “Reinstoff” und “Gemisch” vorgestellt. Im alltäglichen Leben kannst du nicht immer mit bloßem Auge erkennen, ob ein Stoff ein Reinstoff oder ein Gemisch ist. Beispiel ist ein Gemisch aus Wasser und Alkohol, beide Stoffe sind Flüssigkeiten, farblos und mischen sich miteinander. Durch bloßes Betrachten kannst du also nicht unterscheiden, ob bei dieser “Lösung” nun ein Reinstoff oder Gemisch vorliegt.

Im einem vorherigen Kapitel haben wir uns mit den Stoffeigenschaften befasst. Dabei erkannten wir, dass die Siedetemperatur eine einfach messbare und charakteristische Eigenschaft für jeden Reinstoff ist. Um nun zukünftig einen Reinstoff vom einem Gemisch (wie z.B. Wasser-Alkohol) zu unterscheiden, misst du die Siedetemperatur des Stoffes bzw. des Gemisches.

Siedetemperatur von Reinstoffen und Gemischen

Wie funktioniert nun diese “Messmethode” (diese Versuche nur in der Schule durchführen)?

Du füllst etwas von der Flüssigkeit (ca. 5 ml) in ein Reagenzglas und stellst ein Thermometer hinein. Dieses Reagenzglas gibst du nun in ein Becherglas (gefüllt mit Wasser), dass auf einer Heizplatte oder durch einen Gasbrenner erhitzt wird. Das Reagenzglas sollte dabei durch ein Stativ gehaltert werden. Durch “Einschalten” der Heizplatte oder des Gasbrenners erwärmst du das Wasser im Becherglas und somit die Flüssigkeit im Reagenzglas. Während des “Heizvorganges” notierst du im einem bestimmten Zeitintervall (z.B. alle 30 Sekunden) die aktuelle Temperatur am Thermometer. Hierdurch erhältst du Zeit/Temperatur-Werte. Aus diesen Messwerten erstellst du ein Zeit-Temperatur-Diagramm (das in der Fachsprache als Siedediagramm bezeichnet wird). Zeichne dazu deine Messwerte (Zeit und Temperatur) in ein Diagramm ein und verbinde die Punkte, so erhältst du ein Siedediagramm, das etwas so aussieht:

Siedediagramm

Interpretation des Siedediagramms

Aus einem Siedediagramm lässt sich die Siedetemperatur (für einen Reinstoff) relativ leicht herauslesen. Bleibt die gemessene Temperatur (beim Erhitzen) einige Zeit konstant, so liegt hier ein Siedepunkt vor. Trotz Wärmezufuhr ändert sich die Temperatur der Flüssigkeit nicht, da die zugeführte Energie zum Verdampfen benötigt wird. Diese Siedetemperatur beträgt beispielsweise für Alkohol knapp 78°C.

Bleibt nun die Temperatur einer Flüssigkeit (z.B. Alkohol) längere Zeit gleich, so hat der Stoff seine Siedetemperatur erreicht und es handelt sich bei dem Stoff um einen Reinstoff. Bleibt hingegen die Temperatur beim Übergang von flüssig zu gasförmig (die Flüssigkeit beginnt zu Sieden) für länger Zeit nicht konstant (sondern nur kurzfristig), so handelt es sich um ein Stoffgemisch (Wasser-Alkohol-Gemisch). Man spricht davon, dass das Stoffgemisch dann einen Siedebereich hat.

Hinweis: Schmelztemperatur bei festen Stoffen

Für feste Stoff kann man ein analoges Verfahren anwenden, hierzu gibt man den festen Stoff in das Reagenzglas und misst die Schmelztemperatur. Trotz Wärmezufuhr steigt bei einem Reinstoff beim Übergang von fest zu flüssig für längere Zeit nicht an.

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