Siededruck einer gesaettigten waessrigen Kochsalzloesung bei 20 Grad C

[Heiner Blett]

Hallo miteinander,

in de.rec.mampf taucht immer mal wieder die überflüssige Frage auf,
inwiefern die Zugabe von NaCl zum Nudelkochwasser einen Einfluß auf das
Kochergebnis hat.
Die Diskussion hat sich etwas verzettelt, ein Wort gab das andere
sozusagen, und auf einmal wurde ich herausgefordert, die im Betreff
genannte Aufgabe zu lösen. Trotz absolviertem
Maschbau/Verfahrenstechnikstudium (FH KN, 1990) war das, mangels Übung,
nicht ganz trivial zu lösen.
Kann mir jemand von Euch bestätigen (oder widerlegen) ob das Ergebnis vom
Ansatz her stimmt? Der "Herausforderer" hat nach einem Tag Schweigen
lediglich lapidar verkündet, er habe kein Phasendiagramm zur Hand. ;-)
Also, die die MID: <424gnrw2a2hq$***@40tude.net> bzw. das
komplette Posting:

|Am Tue, 31 Aug 2004 15:00:47 +0200 schrieb Daniel Krebs:
|
|> Heiner Blett <***@yahoo.de> wrote:
|>
|>> Von mir aus, streiche Konzentration und setze Löslichkeit. Du solltest aber
|>> auch korrekt sein, kurz vor Erreichen der Siedetemperatur kann man noch mal
|>> 30 g Salz nachkippen. :-D
|>
|> Na gut, dann habe ich mal eine Zusatzfrage:
|> Unter welchem Druck siedet eine konzentrierte wäßrige Kochsalzlösung bei
|> 20° C?

|Die Geister, die ich rief... ;-)
|Also: So was könnte man ja einem Phasendiagramm (p,T-Diagramm) für Wasser
|entnehmen. Reines Wasser hat ja laut
|
|http://www.der-brunnen.de/wasser/wasserdaten/wasserdaten.pdf
|
|bei 20 °C einen Dampfdruck von 23,4 mbar.
|Durch die Siedepunkserhöhung verschiebt sich die Phasengrenze zwischen
|flüssig und gasförmig hin zu niedrigeren Drücken (nach unten). Wenn bei
|einem äußeren Luftdruck p0 die Siedetemperatur auf der Temperaturskala um
|den Betrag Delta_T_s erhöht wird, gilt umgekehrt bei konstanter Temperatur
|(20 °C in unserem Beispiel) eine Herabsetzung des Dampfdruckes.
|Tja, Zahlenwerte? Annahme: die Siedepunkts_erhöhung_ bei einer gesättigten
|Kochsalzlösung ist unabhängig vom Umgebungsdruck. Waren bei 359 g/l
|Kochsalz pro Liter Wasser etwa 3,2 K, sagen wir 3 K.
|Na, dann schaue ich doch mal im Phasendiagramm nach dem Dampfdruck von 17
|°C (20-3) und komme auf einen Dampfdruck von 19 mbar(a).
|Das müsste das Ergebnis sein, besser kann ich's nicht mehr.

So, wenn sich jemand die Mühe machen möchte, dies mal nachzuprüfen, dann
bedanke ich mich im Voraus.

Schöne Grüße
Heiner.

[Ansgar Kursawe]

Post by Heiner Blett
Die Diskussion hat sich etwas verzettelt, ein Wort gab das andere
sozusagen, und auf einmal wurde ich herausgefordert, die im Betreff
genannte Aufgabe zu lösen.

http://www.fbv.fh-frankfurt.de/mhwww/ach-vorlesung/44Loesungen.htm

Ebullioskopische Konstante, für Wasser 0,514 K*kg/mol. Rechne aus
wieviel mol Kochsalz du bei deinem Nudelwasser zugibst und das wars.

Viel Spass beim Rechnen, Stichwörter für Google und die Theorie sind
"Ebullioskopische Konstante Siedepunktserhöhung"

Grüsse, Ansgar
Auch als Chemiker mit Thermodynamik geplagt.

[Thomas Schneider]

Post by Ansgar Kursawe
http://www.fbv.fh-frankfurt.de/mhwww/ach-vorlesung/44Loesungen.htm
Ebullioskopische Konstante, für Wasser 0,514 K*kg/mol. Rechne aus
wieviel mol Kochsalz du bei deinem Nudelwasser zugibst und das wars.

Einspruch. Der Weg über die Ebullioskopische Konstante hat in der
Herleitung mehrfach die Annahme geringer Salzkonzentrationen drin. Wir
sprachen von einer gesättigten Lösung!

Post by Ansgar Kursawe
Grüsse, Ansgar
Auch als Chemiker mit Thermodynamik geplagt.

Nicht genug. ;-))

Thomas

[Ansgar Kursawe]

Post by Thomas Schneider
Einspruch. Der Weg über die Ebullioskopische Konstante hat in der
Herleitung mehrfach die Annahme geringer Salzkonzentrationen drin. Wir
sprachen von einer gesättigten Lösung!

Ich dachte es geht ums Kochen? Ok, das Subject hatte mit der
geposteten primären Aufgabenstellung

Post by Thomas Schneider

Post by Heiner Blett
in de.rec.mampf taucht immer mal wieder die überflüssige Frage auf,
inwiefern die Zugabe von NaCl zum Nudelkochwasser einen Einfluß auf das
Kochergebnis hat.

nicht mehr wirklich was zu tun.

Post by Thomas Schneider
Nicht genug. ;-))

Stimmt, mit einer gesättigten Kochsalzlösung hab ich noch nicht
gekocht und daher einen anderen Ansatz logisch verworfen. Ihr könnt es
ja gerne mal versuchen *g*

Grüsse, Ansgar

[Thomas Schneider]

Post by Ansgar Kursawe
Stimmt, mit einer gesättigten Kochsalzlösung hab ich noch nicht
gekocht und daher einen anderen Ansatz logisch verworfen. Ihr könnt es
ja gerne mal versuchen *g*

Tja, der OP hatte nun mal nach einer gesättigten Lösung gefragt. Dass
ich damit kochen würde habe ich nicht gesagt! ;-)

Gruß,
Thomas

[Heiner Blett]

Hallo Thomas und Ansgar,

Post by Thomas Schneider

Post by Ansgar Kursawe
Stimmt, mit einer gesättigten Kochsalzlösung hab ich noch nicht
gekocht und daher einen anderen Ansatz logisch verworfen. Ihr könnt es
ja gerne mal versuchen *g*

Tja, der OP hatte nun mal nach einer gesättigten Lösung gefragt. Dass
ich damit kochen würde habe ich nicht gesagt! ;-)

Ist auch nicht zu empfehlen. Allerdings kann man in einer gesättigten
NaCl-Lösung prima Schafsdärme aufbewahren.

Vielen Dank jedenfalls für die Anregungen. Werde das Thema wohl auf sich
beruhen lassen.

Schöne Grüße
Heiner.

[Thomas Schneider]

Post by Heiner Blett
|Die Geister, die ich rief... ;-)
|Also: So was könnte man ja einem Phasendiagramm (p,T-Diagramm) für Wasser
|entnehmen. Reines Wasser hat ja laut
|
|http://www.der-brunnen.de/wasser/wasserdaten/wasserdaten.pdf
|
|bei 20 °C einen Dampfdruck von 23,4 mbar.
|Durch die Siedepunkserhöhung verschiebt sich die Phasengrenze zwischen
|flüssig und gasförmig hin zu niedrigeren Drücken (nach unten). Wenn bei
|einem äußeren Luftdruck p0 die Siedetemperatur auf der Temperaturskala um
|den Betrag Delta_T_s erhöht wird, gilt umgekehrt bei konstanter Temperatur
|(20 °C in unserem Beispiel) eine Herabsetzung des Dampfdruckes.
|Tja, Zahlenwerte? Annahme: die Siedepunkts_erhöhung_ bei einer gesättigten
|Kochsalzlösung ist unabhängig vom Umgebungsdruck. Waren bei 359 g/l
|Kochsalz pro Liter Wasser etwa 3,2 K, sagen wir 3 K.
|Na, dann schaue ich doch mal im Phasendiagramm nach dem Dampfdruck von 17
|°C (20-3) und komme auf einen Dampfdruck von 19 mbar(a).
|Das müsste das Ergebnis sein, besser kann ich's nicht mehr.

Das wird so nichts, bzw. wäre es wohl Zufall, wenn das Ergebnis
einigermassen stimmt. Man müsste das ganze entweder aus dem
Phasengleichgeiwcht Berechnen oder in Diagrammen / Datensammlungen
nachschlagen.
Für die Berechnung bräuchte man Informationen über die Nichtidealität
der flüssigen Phase (z.B. Parameter für eine gE-Modell). Die habe ich
gerade nicht zur Hand. Wird aber auch alles nicht Trivial, wir sprechen
immerhin vom Dampf-Flüssig-Gleichgewicht einer Konzentrierten
Elektrolytlösung.
Ein Diagramm für das Phasengleichgewicht H2O-NaCl habe ich gefunden.
Leider ist es nur ein Enthalpie- / Konzentrationsdiagramm und die
eingezeichneten Siedelinien bei P oder T const. sind zu grob, um Deine
Frage zu beantworten.

Sorry für keine Hilfe,
Thomas

[Michael Dahms]

Post by Heiner Blett
Die Diskussion hat sich etwas verzettelt, ein Wort gab das andere
sozusagen, und auf einmal wurde ich herausgefordert, die im Betreff
genannte Aufgabe zu lösen.

Meinst Du mit dem Subject den Gleichgewichtswasserdampfpartialdruck bei
20 °C oberhalb einer gesättigten wässrigen Kochsalzloesung? Der ist nur
dann zu berechnen, wenn Du das Zustandsdiagramm NaCl-H_20 quantitativ
kennst- also die freie Enthalpie von fester, flüssiger und Gasphase als
Funktion von Druck, Zusammensetzung und Temperatur.

Michael Dahms

[Heiner Blett]

Post by Michael Dahms

Post by Heiner Blett
Die Diskussion hat sich etwas verzettelt, ein Wort gab das andere
sozusagen, und auf einmal wurde ich herausgefordert, die im Betreff
genannte Aufgabe zu lösen.

Meinst Du mit dem Subject den Gleichgewichtswasserdampfpartialdruck bei
20 °C oberhalb einer gesättigten wässrigen Kochsalzloesung?

Sicher doch. Ohne Salz bei 100 °C sind das 1013 mbar.

Post by Michael Dahms
Der ist nur dann zu berechnen, wenn Du das Zustandsdiagramm NaCl-H_20 quantitativ
kennst- also die freie Enthalpie von fester, flüssiger und Gasphase als
Funktion von Druck, Zusammensetzung und Temperatur.

So was entnimmt man für gewöhnlich einem passenden Diagramm. Wenn man so
was nicht zur Verfügung hat, ist man halt auf grobe Abschätzungen
angewiesen.

Gruß
Heiner.

[Thomas Schneider]

Falls es noch jemanden interessiert:

Ich habe gerade zufällig Daten zur Aktivität von Wasser in Wasser - NaCl
Systemen gefunden. Daraus kann man die Dampfdruckerniedrigung berechnen.
Leider ist die höchste angegebene Konzentration 0,260 kg/kg, also etwas
weniger als gefragt.

Der Dampfdruch von Wasser bei 20°C beträgt 0,023388 bar. Die
Dampfdruckerniedrigung berechnet sich für 0,260 kg/kg NaCl in der
Mischung zu 0,00562bar, der Dampfdruck beträgt dann also nur noch
0,01777bar oder 76% des Wertes von reinem Wasser.

Das ist jetzt recht nahe an der Schätzung von Heiner für eine
Konzentration von 359 g/l Kochsalz. Darf ich hier mal das Wort "Zufall"
verwenden. ;-)

Dabei fällt mir auf: Waren denn die 359g/l als "359g Salz in 1l Wasser
gekippt" zu verstehen oder als richtige Konzentrationsangabe (also in 1l
Salz/Wasser-Mischung befinden sich 359g Salz)?

Grüße,
Thomas