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Chemie für Ernährungswissenschaftler (Subject) / Lösungen (Lesson)

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• Lösung -Definitionen Eine Lösung ist ein HOMOGENES Gemisch von 2 oder mehr Substanzen in einer Phase. Ein Bestandteil wird gewöhnlich als LÖSUNGSMITTEL / SOLVENS betrachtet und die übrigen Komponenten sind die GELÖSTEN STOFFE Lösungen können gesättigt oder nicht gesättigt sein.
• gesättigte Lösung Eine gesättigte Lösunghat die maximal gelösteMasse eines Stoffes inder bestehendenTemperatur.
• ÜBERSÄTTIGTE LÖSUNGEN ÜBERSÄTTIGTE LÖSUNGEN haben mehrgelöste Substanz als möglich und sind instabil.
• Thermodynamik des Lösungsprozesses Wenn die Bildungsenthalpie einer Lösung negativer ist als dasLösungsmittel und des gelösten Stoffes, dann ist die Enthalpie des Lösungsprozessesnegativ.→Der Lösungsprozess ist exotherm
• Übersättigtes Natriumacetat • Eine praktische Applikation einer übersättigten Lösung ist dasNatriumacetat “heat pack”.• Natriumacetat hat eine ENDOtherme Lösungswärme.
• Übersättigtes Natriumacetat Natriumacetat hat eine ENDOtherme Lösungswärme.NaCH3CO2(s) + Wärme →Na+(aq) + CH3CO2-(aq)Daher ist die Bildung des festen Natriumacetat EXOTHERM.Na+(aq) + CH3CO2-(aq) → NaCH3CO2(s) + Wärme
• Flüssig-Flüssig • Mischbar• Nicht mischbar – zwei separateSchichten • LIKE DISSOLVES LIKE– Spruch funktioniert für flüssig-flüssig undfest-flüssig Mischungen
• Kolligative Eigenschaften Wenn man einen Feststoff zu einem Lösungsmittel dazu gibt, dann ändern sichdie Eigenschaften des Lösungsmittels• Dampfdruck erniedrigt• Schmelzpunkt erniedrigt• Siedepunkt erhöht• Osmose ist möglich (osmotischer Druck)Diese Änderungen werden KOLLIGATIVE EIGENSCHAFTEN genannt.Sie hängen nur von der ANZAHL der gelösten Teilchen relativ zu den Lösungsmittelteilchenab, nicht von der ART die gelösten Teilchen.
• Konzentration Einheiten -IDEALE LÖSUNG Eine IDEALE LÖSUNG ist, wenn die Eigenschaften nur von derKonzentration der Lösung abhängen.Wir brauchen eine Konzentrationseinheit, die die Anzahl der Teilchen des gelöstenStoffes pro Teilchenanzahl des Lösungsmittels anzeigt.Die Einheit “Molarität” tut das nicht!
• Konzentrationseinheiten -STOFFMENGENANTEIL, X STOFFMENGENANTEIL, XFür eine Mischung aus A, B, und CXA = mol fraction A =           mol A                                                mol A + mol B + mol C
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• Konzentrationseinheiten -MOLALITÄT, m MOLALITÄT, mmolality of solute (m) =          mol solute                                                    kilograms solvent
• Konzentrationseinheiten -MASSENANTEIL (Gewichts %) MASSENANTEIL (Gewichts %)= Gramm des gelösten Stoffes pro 100g Lösung
• Berechnen von Konzentrationen Lösen Sie 62.1 g (1.00 mol) Ethylenglycol in 250. g H2O. Berechnen Sie X, m, und % Glycol. Siehe Folien
• Lösen von Gasen & Henry-Gesetz Gas Löslichkeit (mol/L) = kH · PgaskH für O2 = 1.66 x 10-6 M/mmHgWenn Pgas niedriger wird, dann wird die Löslichkeit niedriger.
• Verstehen von Kolligativen Eigenschaften Um die kolligativen Eigenschaften zu verstehen, werden wir den DAMPFDRUCK(FLÜSSIG-GAS GLEICHGEWICHT) von einer Lösung studieren.
• DD von H2O DD von H2O einer Lösung hängt von dem Verhältniss zwischen der Anzahl der H2O Moleküleund der Anzahl an gelösten Molekülen ab. PLösungsmittel proportional zu XLösungsmittelPLösungsmittel = XLösungsmittel · PoLösungsmittel DD des Lösungsmittels oberhalb der Lösung = (Lösungsmittelstoffmengenanteil)• (DD reines Lösungsmittel)
• Raoult-Gesetz Eine ideale Lösung richtet sich nach demGesetz von Raoult. PA = XA· PoA Weil der Stoffmengenanteil der Lösungsmittel, XA, immer kleiner als 1 ist, ist PAimmer kleiner als PoA.Der Dampfdruck eines Lösungsmittels einer Lösung ist immer NIEDRIGER!
• Raoult-Gesetz -2-komponenten System Bei einem 2-komponenten System, wenn A einLösungsmittel und B der gelöste Stoff ist, gilt:∆PA = DD Erniedrigung = XBPoADie DD Erniedrigung ist zu dem Stoffmengenanteil des gelösten Stoffes proportional!Dies hillft Änderungen der Schmelz- und Siedepunkte zu erklären.
• Siedepunktserhöhung Erhöhung der SP = ∆TSP = ESP·m(ESP ist charakteristisch für das Lösungsmittel)
• Gefrierpunktsänderung Der Gefrierpunkt einer Lösung ist NIEDRIGER als der des reinen Lösungsmittels.GP Erniedrigung = ∆TGP = KGP·m
• Gefrierpunktserniedrigung Wenn eine Lösung friert, ist die gefrorene Phase reines Wasser.Die verbleibende Lösung wird konzentrierter. m representiert die gesamte Konzentration der gelösten Teilchen.
• Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung ∆T = E·m·iAllgemeine Formeli = van’t Hoff Faktor = Anzahl der produzierten Teilchen pro Formel.Verbindung                      Theoretische iGlycol                                       1NaCl                                         2CaCl2                                       3
• i = van’t Hoff Faktor = Anzahl der produzierten Teilchen pro Formel
• Osmose Die semipermeable Membran lässt nur Lösungsmittel Moleküle durch.Lösungsmittel Moleküle bewegen sich vom reinem Wasser zur Lösungsseite um beideKonzentrationen gleich zu machen.→Antreibende Kraft ist Entropie
• Osmotischer Druck, π Das Gleichgewicht wird erreicht wenn der Druck — der OSMOTISCHEDRUCK, π, der durch eine Wassersäule an überschüssigem Wasserzustande kommt — durch einen Gegendruck, der durch Moleküle die durchdie Membran gehen, erzeugt wird.π = cRT(c is conc. in mol/L)
• Osmose von einem Lösungsmittel Osmose von einem Lösungsmittel in einer Lösung in eine anderepassiert bis die beiden Lösungen ISOTONISCH sind – die gleicheKonzentration haben.
• Umgekehrte Osmose Meerwasserentsalzungsanlage in Tampa, Florida
• Osmose - Berechnen einer Molmasse Lösen Sie 35.0 g Haemoglobin in genug Wasser um 1.00 L Lösung herzustellen. π gemessen 10.0 mm Hg bei 25 ˚C. Berechnen Sie die Molmasse von Haemoglobin. siehe Folien

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