Warum hat Methanol einen tieferen Siedepunkt als Wasser?
4 Antworten
Hallo Schlemmi234
diese Frage hängt mit deiner anderen Frage zusammen. Bei Methanol und Wasser liegen Wasserstoffbrückenbindungen vor,
Es gibt aber einen gravierenden Unterschied:
Während der Alkohol nur 1 WBB bildet, kann H2O dank seiner 2 Wasserstoffatom gleich 2 WBBs bilden und so den Zusammenhalt der Moleküle deutlich erhöhen, was sich in einem höheren Siedepunkt erkennen lässt.
Vielleicht auch hier wieder ein Bild zur Veranschaulichung:
http://anorganik.chemie.vias.org/img/wasserstoffbruecken_wasser.png
LG
Methanol hat einen höheren Dampfdruck als Wasser.
Bei steigender Temperatur steigt der Dampfdruck einer Flüssigket. Wenn der Dampfdruck den äußeren Druck erricht, siedet die Flüssigkeit.
Beim Sieden steigt die Temperatur der (reinen) Flüssigkeit nicht weiter an, bis die Flüssigkeit restlos verdampft ist.
Ja - das ist so. Bei den Wassermolekülen würde man einen niedrigen Siedepunkt erwarten, weil das kleine Moleküle sind - laut Formel. Tatsächlich sind mehrere Wassermoleküle über den Wasserstoff mit dem Sauerstoff eines anderen Moleküles "aneinandergekettet". Die Kettenlänge bewirkt somit, dass der Siedepunkt eben auf 100 °C bei Normaldruck ist.
nicht die Kettenlänge, aber die Stärke der Wechselwirkung zwischen den einzelnen Wassermolekülen.
Merke dir:
Der Schmelz- und Siedepunkt eines Stoffes hängt von den intermolekularen Kräften (also: Kräften zwischen den Molekülen) ab, die die Moleküle untereinander ausüben. Je größer die Kraft, desto höher liegen die Werte.
Stoffe mit OH-Gruppen haben Wasserstoffbrückenbindungen, die relativ groß sind. Je mehr solche Bindungen möglich sind, desto höher ist der Wert.
Die Siedetemperatur hat immer etwas mit Kräften zu tun,die Moleküle aufeinander ausüben - beispielsweise an Wasserstoffbrückenbindungen. Beim Ethanol fehlen diese weitgehend.
Beim Wasser sorgen die Wasserstoffbrücken dafür, sich mehrere H²O-Moleküle zu größeren Gruppen (Clustern) zusammenlagern. Es schwimmen kaum einzelne H²O-Moleküle herum. Die großen Cluster haben eine höhere Oberfläche. Deshalb ist die Siedetemperatur trotz eines kleinen Moleküls relativ hoch.
Ein Ethanol-Molekül hat einen Alkylrest, der lediglich van-der-Waals-Kräfte ausüben kann. Daher siedet es bereits bei niedrigeren Temperaturen. Auch die Ausdehnung der Oberfläche und die Polarität können Einfluss nehmen. Je größer ein Molekül ist, desto leichter kann man es polarisieren (vdW-Kräfte nehmen zu).
Das stimmt so nicht. Ethanol, anders als Ethan, ist im Besitz einer Hydroxygruppe. Diese ist stark polarisiert, da das Sauerstoffatom einen höheren EN- Wert besitzt, als das H- Atom. Sauerstoff zieht also die Elektronen stärker an sich. Daraus folgt eine negative Partialladung für das Sauerstoffatom und eine positive Partailladung für das dranhängende Wasserstoffatom. Es bilden sich also Ladungsschwerpunkte und somit Dipole.
Aufgrund dieser Eigenschaft, welche übrigens alle Alkanole besitzen, ist Ethanol sehr wohl in der Lage, Wasserstoffbrückenbindungen zu anderen Ethanolmolekülen zu bilden. Dabei treten das partiell negativgeladene Sauerstoffatom der einen Hydroxygruppe in Wechselwirkung mit dem positiv polarisiertem Wasserstoffatom der anderen Hydroxygruppe.
Da anders als bei einem Wassermolekül (2 freie Wasserstoffatome ) nur ein Wasserstoffatom zu Verfügung steht, eine Wechselwirkung einzugehen, sind die Molekülverbände der Ethanole weniger Komplex aufgebaut und verzweigt, als die Wassermoleküle.
Da eine stark vernetztes Gitter eine erhöhte Siedetemperatur zur folge hat, haben die Wassermoleküle eine höhere Siedetemperatur als Ethanol. Wobei man bedenken muss, dass je größer die Alkylkette eines Alkohols wird, die Hydroxygruppe und somit die H-Brückenbindungen zunehmend an Einfluss verlieren, weshalb sich die Siedetemperatur von höheren Alkanen kaum von höheren Alkanolen unterscheiden.
Dies ist eine folge der intermolekularen Wechselwirkungen.