Unterschied zwischen Gefrierpunkterniedrigung und Siedepunkterhöhung

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 13:35

Hauptunterschied – Gefrierpunktsenkung vs. Siedepunkterhöhung

Gefrierpunkterniedrigung bewirkt, dass eine Lösung aufgrund der Zugabe von gelösten Stoffen bei einer niedrigeren Temperatur als dem Gefrierpunkt des reinen Lösungsmittels gefriert. Die Siedepunkterhöhung bewirkt, dass eine Lösung aufgrund der Zugabe von gelösten Stoffen bei einer höheren Temperatur als dem Siedepunkt des reinen Lösungsmittels siedet. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Gefrierpunkterniedrigung und Siedepunkterhöhung darin, dass die Gefrierpunkterniedrigung den Gefrierpunkt einer Lösung verringert, während die Siedepunkterhöhung den Siedepunkt einer Lösung erhöht.

Gefrierpunkterniedrigung und Siedepunkterhöhung sind kolligative Eigenschaften von Materie. Dies bedeutet, dass sie nur von der Menge der gelösten Stoffe abhängen, nicht von der Art der gelösten Stoffe.

Was ist eine Gefrierpunktserniedrigung?

Gefrierpunkterniedrigung ist die Abnahme des Gefrierpunkts eines Lösungsmittels aufgrund der Zugabe eines gelösten Stoffes in das Lösungsmittel. Es ist eine kolligative Eigenschaft. Dies bedeutet, dass die Gefrierpunktserniedrigung nur von der Menge der gelösten Stoffe abhängt, nicht von der Art des gelösten Stoffes. Wenn eine Gefrierpunkterniedrigung aufgetreten ist, sinkt der Gefrierpunkt des Lösungsmittels auf einen niedrigeren Wert als der des reinen Lösungsmittels. Die Gefrierpunkterniedrigung ist der Grund dafür, dass Meerwasser auch bei 0°C (dem Gefrierpunkt von reinem Wasser) im flüssigen Zustand bleibt. Die Gefrierpunktserniedrigung kann wie folgt angegeben werden.

ΔT_f=T_{f(Lösungsmittel)} – T_f(Lösung)

Oder

ΔT_f=K_fm

Dabei

• ΔT_{f ist die Gefrierpunktserniedrigung,}
• T_{f(Lösungsmittel) ist der Gefrierpunkt von reinem Lösungsmittel}
• T_{f(Lösung)ist der Gefrierpunkt der Lösung (Lösungsmittel + gelöste Stoffe)}
• K_{f ist die Gefrierpunkterniedrigungskonstante}
• m ist die Molalität der Lösung.

Der zugesetzte gelöste Stoff sollte jedoch ein nichtflüchtiger gelöster Stoff sein, wenn nicht, beeinflusst der gelöste Stoff den Gefrierpunkt des Lösungsmittels nicht, da er sich leicht verflüchtigt. Nicht nur für Lösungen, sondern dieses Konzept kann auch verwendet werden, um die Änderungen des Gefrierpunkts von Feststoffgemischen zu erklären. Die feinpulvrige feste Verbindung hat bei Vorhandensein von Verunreinigungen (Fest-Fest-Gemisch) einen niedrigeren Gefrierpunkt als die reine feste Verbindung.

Der Gefrierpunkt ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck eines Lösungsmittels und der Dampfdruck der festen Form dieses Lösungsmittels gleich sind. Wird diesem Lösungsmittel ein nichtflüchtiger gelöster Stoff zugesetzt, sinkt der Dampfdruck des reinen Lösungsmittels. Dann kann die feste Form des Lösungsmittels auch bei niedrigeren Temperaturen als dem normalen Gefrierpunkt im Gleichgewicht mit dem Lösungsmittel bleiben.

Was ist die Siedepunkterhöhung?

Siedepunkterhöhung ist die Erhöhung des Siedepunkts eines Lösungsmittels aufgrund der Zugabe eines gelösten Stoffes in das Lösungsmittel. Dabei ist der Siedepunkt der Lösung (nach Zugabe von gelösten Stoffen) höher als der des reinen Lösungsmittels. Daher ist die Temperatur, bei der die Lösung zu sieden beginnt, höher als die übliche Temperatur.

Abbildung 01: Gefrierpunkt- und Siedepunktunterschiede zwischen reinem Lösungsmittel und Lösungen (Lösungsmittel + gelöste Stoffe)

Der zugesetzte gelöste Stoff sollte jedoch ein nichtflüchtiger gelöster Stoff sein, sonst verflüchtigt sich der gelöste Stoff, anstatt sich im Lösungsmittel aufzulösen. Die Siedepunkterhöhung ist auch eine kolligative Eigenschaft, so dass sie nur von der Menge der gelösten Stoffe abhängt (nicht von der Art der gelösten Stoffe).

ΔT_b=T_{b(Lösungsmittel)} – T_b(Lösung)

Oder

ΔT_b=K_bm

Dabei

• ΔT_{b ist die Siedepunktserhöhung}
• T_{b(Lösungsmittel) ist der Siedepunkt von reinem Lösungsmittel}
• T_{b(Lösung)ist der Siedepunkt der Lösung (Lösungsmittel + gelöste Stoffe)}
• K_{b ist die Siedepunktserhöhungskonstante}
• m ist die Molalität der Lösung

Ein gängiges Beispiel für dieses Phänomen ist der Siedepunkt einer wässrigen Salzlösung. Eine Salzlösung siedet bei höheren Temperaturen als 100°C (Siedepunkt von reinem Wasser).

Was ist der Unterschied zwischen Gefrierpunkterniedrigung und Siedepunkterhöhung?

Gefrierpunkt vs. Siedepunkthöhe
Gefrierpunkterniedrigung ist die Abnahme des Gefrierpunkts eines Lösungsmittels aufgrund der Zugabe eines gelösten Stoffes in das Lösungsmittel.	Siedepunkterhöhung ist die Erhöhung des Siedepunktes eines Lösungsmittels aufgrund der Zugabe eines gelösten Stoffes in das Lösungsmittel.
Temperatur
Gefrierpunkterniedrigung senkt den Gefrierpunkt einer Lösung.	Siedepunkterhöhung erhöht den Siedepunkt einer Lösung.
Prinzip
Gefrierpunkterniedrigung bewirkt, dass eine Lösung bei einer niedrigeren Temperatur gefriert als das reine Lösungsmittel.	Siedepunkterhöhung bewirkt, dass eine Lösung bei einer höheren Temperatur siedet als das reine Lösungsmittel.
Gleichung
Gefrierpunktserniedrigung ist gegeben durch ΔTf=Tf(Lösungsmittel) – Tf(Lösung) oder ΔTf=Kfm.	Siedepunktserhöhung ΔTb=Tb(Lösungsmittel) – Tb(Lösung) oder ΔTb=Kbm.

Zusammenfassung – Gefrierpunktsenkung vs. Siedepunkterhöhung

Gefrierpunkterniedrigung und Siedepunkterhöhung sind zwei wichtige kolligative Eigenschaften von Materie. Der Unterschied zwischen Gefrierpunkterniedrigung und Siedepunkterhöhung besteht darin, dass die Gefrierpunkterniedrigung den Gefrierpunkt einer Lösung verringert, während die Siedepunkterhöhung den Siedepunkt einer Lösung erhöht.