Siedepunktdefinition

Der Siedepunkt einer Substanz ist definiert als die Temperatur, bei der der Dampfdruck im Gleichgewicht mit der Substanz in flüssigem Zustand gleich dem Außendruck wird. Das bedeutet, dass Substanzen im Gegensatz zu dem, was uns als Kinder beigebracht wurde, keinen einzigen Siedepunkt haben. Beispielsweise liegt der Siedepunkt von Wasser nicht immer bei 100 °C, da der Siedepunkt vom äußeren Druck der Flüssigkeit abhängt.

Tatsächlich siedet Wasser nur bei 100 °C, wenn der Außendruck genau 1 atm beträgt, und im Gegensatz zu dem, was uns gesagt wurde, beträgt der atmosphärische Druck fast nie genau 1 atm, selbst auf Meereshöhe.

Was ist kein Siedepunkt?

Trotz der Tatsache, dass wir die eigentliche Definition des Siedepunkts einer Flüssigkeit bereits geklärt haben, sei darauf hingewiesen, dass es eine andere sehr weit verbreitete Definition gibt, die jedoch völlig falsch ist. Dies ist die Idee, dass der Siedepunkt die Temperatur ist, bei der eine Flüssigkeit in einen gasförmigen Zustand übergeht, oder die Temperatur, bei der der Phasenübergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand eintritt.

Diese Idee basiert auf der Alltagserfahrung, nach der Wasser, wenn es bis zum Siedepunkt erhitzt wird, zu kochen beginnt und so lange kocht, bis es vollständig verdampft ist. Es gibt jedoch mehrere Gründe, warum uns diese Beobachtungen zu falschen Schlussfolgerungen führen.

Im Folgenden erklären wir, warum diese Definition falsch ist, und stellen außerdem zwei zusätzliche Konzepte in Bezug auf den Siedepunkt vor.

Kochen vs. Verdampfung

Der Hauptgrund, warum viele Menschen eine falsche Vorstellung vom Siedepunkt haben, liegt darin, dass sie das Kochen mit dem Prozess des Verdampfens oder Verdampfens verwechseln. Tatsächlich beinhalten beide Prozesse einen Schritt vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, dass Verdunstung oder Verdampfung ein Prozess ist, der bei jeder Temperatur ständig stattfindet. Verdunstung ist der Grund, warum Kleidung nach dem Waschen einfach durch Lüften austrocknet. Wie wir leicht nachweisen können, erreicht nasse Kleidung beim Trocknen in der Sonne nicht den Siedepunkt von Wasser, geschweige denn im Schatten.

Verdunstung wird allgemein als Oberflächenphänomen betrachtet, weshalb Wasser schneller verdunstet, wenn es über eine große Fläche verteilt wird, als wenn beispielsweise die gleiche Menge Wasser in einem Glas enthalten ist.

Andererseits ist der Siedevorgang, verstanden als der Moment, in dem das Sieden bricht und sich Wasserdampfblasen innerhalb der Flüssigkeit bilden, ein Massenphänomen, kein Oberflächenphänomen. Beim Kochen entstehen Dampfblasen, deren Innendruck, der gleich dem atmosphärischen Druck ist, diesem Druck standhalten kann, ohne zusammenzubrechen. Tatsächlich ist der Druck dieser Blasen tatsächlich etwas höher als der atmosphärische Druck, da sie auch dem Druck der darüber liegenden Flüssigkeitssäule standhalten müssen.

Während des Siedens bilden sich also kleine Verdampfungstaschen in der gesamten Flüssigkeit, wodurch der Verdampfungsprozess, der sonst nur an der Oberfläche stattfinden würde, erheblich beschleunigt wird.

Normal- und Standardsiedepunkte

Wie wir gerade gesehen haben, ändert sich der Siedepunkt einer Flüssigkeit mit dem Druck. Je niedriger der Außendruck ist, desto niedriger ist normalerweise der Siedepunkt, da eine geringere Temperaturerhöhung erforderlich ist, damit der Dampfdruck den Außendruck erreicht.

Aber warum heißt es dann immer, Wasser koche bei 100 °C? Und warum finden wir ganze Tabellen, in denen die Siedepunkte verschiedener Substanzen angegeben sind?

Der Grund liegt darin, dass es zwei zusätzliche Definitionen des Siedepunkts gibt, die sich auf Werte beziehen, die für jeden Stoff einzigartig und charakteristisch sind. Wir sprechen von den normalen und Standard- Siedepunkten .

Definition des normalen Siedepunkts

Der Normalsiedepunkt ist definiert als der Siedepunkt eines Stoffes bei einem Außendruck von 1 atm. Daher und angesichts des bereits vorgestellten Konzepts des Siedepunkts können wir den normalen Siedepunkt als die Temperatur definieren, bei der der Dampfdruck einer Flüssigkeit gleich 1 atm wird.

Dadurch, dass diese Definition den Druck angibt, bei dem der Siedepunkt bestimmt wird, ist sichergestellt, dass jeder Stoff nur einen normalen Siedepunkt hat. Wenn wir also sagen, dass der Siedepunkt von Wasser 100 °C beträgt, machen wir einen Fehler. Wir sollten sagen, dass der normale Siedepunkt von Wasser 100 °C beträgt. Die überwiegende Mehrheit der Siedepunkte, die wir in Tabellen mit physikalischen und chemischen Eigenschaften finden, sind eigentlich normale Siedepunkte.

Standard-Siedepunkt-Definition

Viele Jahre galt 1 atm als Standard-Atmosphärendruck. Die Atmosphäre als Druckeinheit weist jedoch einige Nachteile in Bezug auf ihre Umrechnung in verschiedene Einheitensysteme auf, da sie keinem ganzzahligen Vielfachen oder Teiler einer der Druckeinheiten der anderen Einheitensysteme entspricht. Beispielsweise entspricht 1 atm 101,325 oder 1,01325. 10 ⁵ Pa. Andererseits ist das Bar eine Druckeinheit, deren Wert dem von 1 Atmosphäre sehr ähnlich ist, aber genau 100.000 oder 10 5 ^Pa darstellt , was die Druckeinheit im Internationalen Einheitensystem ist.

In Anbetracht des kleinen Unterschieds und der Vorteile der Verwendung von Bar anstelle der Atmosphäre wird der Standarddruck jetzt mit 1 Bar angenommen und der Druck von 1 atm in Normaldruck umbenannt. Viele Eigenschaften, die in der Vergangenheit bei 1 atm Druck gemessen wurden, werden jetzt bei 1 bar angegeben und oft als Standardgrößen bezeichnet. Allerdings ist der Normalsiedepunkt definiert als der Siedepunkt eines Stoffes bei einem Druck von 1 bar oder 10 5 ^Pa . Dies ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass der Normalsiedepunkt die Temperatur ist, bei der der Dampfdruck eines Stoffes ansteigt 1 bar erreicht.

Verweise

spezialisierte Glossare. (2017, 12. Juni). Normalsiedepunkt [Normalsiedepunkt] (Chemie) . https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/punto-de-ebullicion-normal

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