Volumenreduktion bei lösung

[Dark_Hagen]

Hallo zusammen,

heute ist mir beim Ansetzen einer Na₂SO₃ mal wieder aufgefallen, das sich beim Lösen manche Stoffe (z.B. NaOH) das Volumen nach dem auffüllen reduziert. Also einwaage + Wasser, dann schütteln und das Volumen geht zurück.

Ich erinnere mich wage das es in meiner Ausbildung als "Lösungsschwund" bezeichnet wurde, allerdings ohne Erklärung.

Weiß einer von euch was dabei passiert?

[Ralf]

Moin Hagen,

das nennt man Volumenkontraktion. Kleine und große Moleküle/Ionen packen sich beim Mischen "effektiver" zusammen, sodass Hohlräume aufgefüllt werden. Bekannt ist das von Ethanol/Wasser.

Also einwaage + Wasser, dann schütteln und das Volumen geht zurück.

Meinst du wirklich das Volumen der Einwaage + das Volumen vom Wasser? Dann wäre die Erklärung dieselbe. Oder meinst du Gewicht der Einwaage + Volumen vom Wasser ergibt ein Volumen kleiner als das eingesetzte Volumen Wasser? Da hätte ich Zweifel, ob das überhaupt geht.

[Dark_Hagen]

Danke erstmal für die Antwort,
bis jetzt kenne ich das vom lösen von Feststoffen in Wasser. Bei Ethanol und Wasser ist mir das noch nie aufgefallen, muss ich mal ausprobieren.

Heute ist mir das wie gesagt bei Natriumsulfit aufgefallen. Ich habe ca 32g eingewogen und auf 500 ml aufgefüllt, dann geschüttelt und es waren ca. 5ml weniger.

[Ralf]

Ok, also hast du quasi wirklich das Volumen vom Sulfit gemeint. Ja, dann kann das gut sein.

[schlemmiloom]

Je nachdem um welche Salze es geht, können auch immer Temperatureffekte eine Rolle spielen. Stichwort: Lösungsenthalpie
Die Frage ist manchmal, ob sich die Lösung beim Lösen des Salzes erwärmt oder abkühlt.

Dann muss sich vor dem endgültigen Einstellen des Endvolumens erst die Temperatur akklimatisieren, bzw. die Temperatur muss eingestellt werden, bevor das Wasser bis zur gewünschten Volumenmarkierung aufgefüllt wird.
Sonst lässt sich die Konzentration einer Lösung nicht exakt einstellen.

Bei Hydroxiden wie NaOH oder KOH ist der Lösevorgang exotherm. Bei Salzen wie Ammoniumnitrat oder Harnstoff ist der Lösevorgang endotherm.

Du kannst das Problem rechnerisch natürlich auch noch weiter aufdröseln in die Anteile, die jeweils zur Lösungsenthalpie beitragen, also Gitterenergie, Bindungsenergie, Solvatationsenergie.

Aber praktisch ist das weniger relevant, warum es wärmer oder kälter wird, wenn der Stoff gelöst wird.

[mgritsch]

Heute ist mir das wie gesagt bei Natriumsulfit aufgefallen. Ich habe ca 32g eingewogen und auf 500 ml aufgefüllt, dann geschüttelt und es waren ca. 5ml weniger.

die Kollegen haben es schon erklärt - das ist ein mehr oder weniger ausgeprägtes aber sehr häufiges Verhalten beim Lösen/Mischen von Stoffen. Die anschauliche Erklärung "sodass Hohlräume aufgefüllt werden" ist vielleicht ein bisschen zu bildlich, da sind keine "Hohlräume". Passender wäre dass die Wechselwirkung - das sich gegenseitig stärker aneinander klammern oder auch abstoßen - die Dichte einer Mischung verändern kann. Wenn Wasser und Alkohol stärker miteinander wechselwirken als Wasser+Wasser oder Alkohol+Alkohol dann ist die Konsequenz eine Kontraktion. Entsprechende Versuche kann man schön anschaulich machen, 2 gleich große Messzylinder, jeweils genau bis zur Hälfte befüllt, dann zusammenkippen und plötzlich fehlt was.

Ganz physikalisch genau kann man es hier nachlesen https://de.wikipedia.org/wiki/Partielle ... %B6%C3%9Fe aber das ist vielleicht ein bisschen zu abstrakt Unter dem Stichwort "partielles Molvolumen" findet man aber sicher jede Menge passende Erklärungen in allen Komplexitätsstufen.

Zu dem was du hier schreibst- das ist natürlich noch ein anderer, viel trivialerer Grund: 32 g Sulfit ad 500 ml Wasser können schon keine 500 ml ergeben da die Dichte des Sulfits nicht gleich der von Wasser ist. Im dichten Feststoff sind die Moleküle viel enger gepackt.

[schlemmiloom]

Ganz physikalisch genau kann man es hier nachlesen https://de.wikipedia.org/wiki/Partielle ... %B6%C3%9Fe aber das ist vielleicht ein bisschen zu abstrakt Unter dem Stichwort "partielles Molvolumen" findet man aber sicher jede Menge passende Erklärungen in allen Komplexitätsstufen.

Die Thermodynamik Lehrveranstaltungen überlasse ich gerne den Mathematikern, damit die sich nicht so ausgegrenzt fühlen.
Auch wenn ich mich eine ganze Zeit recht intensiv damit beschäftigt habe.
Das muss dann anschließend nur noch für Normalsterbliche kurz erklärt werden, damit die allgemeine Aufmerksamkeit beim Durchlesen nicht zu sehr abdriftet.

[Dark_Hagen]

32 g Sulfit ad 500 ml Wasser können schon keine 500 ml ergeben da die Dichte des Sulfits nicht gleich der von Wasser ist. Im dichten Feststoff sind die Moleküle viel enger gepackt.

Damit kann ich arbeiten. So naheliegend, das ich selbst hätte rauf kommen können. Naja, manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht.
Vielen Dank für die Tipps

[lemmi]

EDIT by lemmi: aus der Artikelschmiede hierher verschoben