Wieso steigt bzw sinkt Löslichkeit mit Temperatur?
Sagen wir mal wir haben Ammoniumnitrat macht Sinn dass es sich löst. Ist zwar endotherm aber die dissoziation bedingte Entropieerhöhung macht dies wett also löst es sich. Warum löst sich jetzt aber wenn ich die Temperatur Hochschraub nochmal was? Nimmt die Lösungsenthalpie mit zunehmender Sättigung zu?
4 Antworten
Reaktionsenthalpien hängen zwar von der Temperatur ab, aber sooo groß sind die Unterschiede nicht.
Dafür ist die Entropieerhöhung beim Lösen wohl nicht so stark, wie du vielleicht vermutest. Es gibt sogar einzelne Fälle, wo bei Lösen die Entropie abnimmt.
Der Entropieerhöhung durch das Auflösen des Feststoffs steht nämlich die Entropieverringerung durch die Hydration oder allgemeiner Solvation gegenüber.
Endotherme Prozesse werden durch Wärmezufuhr gefördert, das ist allein schon mit dem Prinzip vom Zwang zu erklären. Ob das eine chemische Reaktion ist oder die "rein physikalische" Auflösung, ist da egal.
Ja klar ich versteh schon Prinzip vom kleinsten Zwang dies das aber es ist ja eigentlich der Fall dass ein bestimmter Endothermer Prozess ab einer gewissen Temperatur in Gänze abläuft. Das Prinzip vom kleinsten Zwang würde also eigentlich besagen dass es eine gewisse Temperatur gibt bei der eine Reaktion mit einer bestimmten Endothermie vollständig abläuft. Also müsste entweder die endothermie mit zunehmender Sättigung zunehmen oder man kanns eben nicht einfach mit dem Prinzip vom kleinsten Zwang abtun.
Das Prinzip des kleinsten Zwangs sagt dir nur etwas darüber wohin ein System im Gleichgewicht ausweicht, wenn ein äußerer Zwang darauf wirkt. Es trifft keine Aussage darüber, ob eine Reaktion vollständig abläuft oder nicht.
Da dieses Prinzip nur für Systeme im Gleichgewicht gilt, kann man mit Fug und Recht behaupten, dass diese Reaktionen dann auch nie vollständig sind, eben weil nur das Gleichgewicht verschoben wird. Es liegt dadurch nicht zwangsläufig komplett auf einer Seite.
Ja ok aber wodurch ensteht das Gleichgewicht?
Eine Reaktionsmischung ändert ihre Zusammensetzung freiwillig in jene Richtung, in der die Entropie von Reaktionsmischung und Umgebung zunimmt (Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik). Der Gleichgewichtszustand ist bei jener Zusammensetzung erreicht, bei der die Gesamtentropie von Reaktionsmischung und Umgebung den größten möglichen Wert und das für die chemische Reaktion anzuwendende thermodynamische Potenzial den kleinsten möglichen Wert annimmt.
Ja klar aber wieso nimmt denn jetzt die Entropie zu wenn bei höherer Temperatur mehr In Lösung geht?
Höhere Temperatur heißt im Normalfall auch, dass mehr thermodynamische Zustände energetisch erreichbar sind, ergo nimmt die Entropie zu.
Ja aber wieso ist denn der thermodynamische Zustand von der gelöstem ammoniumnitrat bei höherer Sättigung plötzlich verschieden
Du kannst für Lösungsvorgänge, wie für Reaktionen auch, einen Term für die Gibbs-Energie formulieren:
ΔG = ΔH - TΔS
Die sagt die erstmal was darüber, ob sich die Substanz überhaupt löst. Darin ist aber auch eine Temperaturabhängigkeit vorhanden. Soll heißen, dass Lösungsvorgänge sowohl entropie- als auch enthalpieabhängig sind. Diese Werte ändern sich aber nicht. Die einzig veränderbare Größe ist hier die Temperatur.
Qualitativ bedeutet das für einen endothermen Lösungsvorgang, dass die Löslichkeit mit steigender Temperatur zunimmt. Für einen exothermen nimmt sie entsprechend ab. Wenn die Lösungsenthalpie annähernd 0 ist (wie bei NaCl zum Beispiel), dann ändert sich die Löslichkeit mit der Temperatur kaum.
Ey ich glaube dein Kommentar enthält die Antwort auf meine Frage aber ich versteh leider die ganze gleichung nicht also ich hab mich noch nie mit irgendwelchen Chemischen Termen abgesehen von Reaktionsgleichungen beschäftigt
Die Gibbs Energie ΔG sagt dir ob etwas freiwillig abläuft oder nicht. Das sollte nur ein Hinweis darauf sein, wie thermodynamische Gleichungen aussehen und wie man daraus etwas ablesen kann.
Die Enthalpie bei Lösungsvorgängen funtkioniert genauso wie bei Reaktionen. Also wenn du einen endothermen Vorgang hast und mehr Energie hinzufügst, dann wird dieser Vorgang bevorzugt.
Entropie ist Wärmeumsatz ( also Abgabe oder Aufnahme) dividiertdurch Temperatur.
Löst sich ein Salz endotherm, dann nimmt die Entropie der Umgebung ab denn sie kühlt sich ab. Die Entropie der Lösung muss natürlich steigen das passiert durch die Dissoziaton. Bei höheren Temperaturen ist aber der Entropieverlust der Umgebung geringer überwiegt der Entropiegewinn durch Dissoziation also löst sich dann mehr
Also es stimmt ja was du sagst aber irgendwie muss sich die Lösung vom Salz in gesättigterer Lösung dann ja entropisch von der Lösung von Ammoniumnitrat in weniger gesättigten Lösung unterscheiden sonst müsste es ja eine Temperatur bei der sich alles Ammoniumnitrat was da halt reingeht drin löst und darunter nichts weil der entropieverlust durch endothermie dem Entropiewinn durch dissoziation überwiegt.
Ok also wird die Reaktion zunehmend endothermer? Also mit zunehmender Sättigung
nein, denn eine Reaktion hat eine bestimmte Reaktionsenthalpie, die von den Edukten und Produkten abhängt. Darüber hinaus muss man die Gebbs'sche Energie betrachten, welche die Enthalpie- und Entropie-Bilanz in Abhängigkeit der Temperatur berücksichtig. Das kann man aber nicht im Forum "unterrichten". Du solltest dich nicht hier zu Grundlagen durchfragen, sondern selbst ein Lehrbuch zur Thermodynamik chemischer Reaktionen (oder das entsprechende Kapitel in einem Schulbuch) durcharbeiten. Hier kommen die Antwortgeber an Grenzen ihrer Zeit oder Geduld.
vermutlich wirkt auch hier die Temperaturerhöhung als Katalysator
Temperaturen können kein Katalysator im chemischen Sinne sein, denn ein Katalysator geht energiereiche Zwischenverbindungen ein und liegt unverbraucht am Ende vor. Energie erfüllt dies nicht. 😉
Nene wenn die Temperatur fällt fallen gleichsam auch die vorher gelösten salze sofern sie einen Keim haben aus bis die maximale Sättigung der Lösung bei der jeweiligen Temperatur erreicht ist
Jo ok und wieso nimmt die löslichkeit jetzt zu bzw ab?