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Sie müssen damit beginnen, wie sich das NaCl aufgelöst hat Wasser. Der physikalische Auflösungsprozess erfordert die Unterbrechung der Kristallinität von NaCl (s), die Unterbrechung der Wasserstoffbindung in flüssigem Wasser und die Trennung von Na + – und Cl- -Ionen – alle diese Prozesse erfordern einen Energieeintrag (endotherm). Die Hydratisierungsreaktion von Na + – und Cl- -Ionen unter Bildung von Na (H2O) n + – und Cl (H2O) – hydratisierten Ionen setzt etwas Energie frei (exotherm). Insgesamt ist die Auflösung von NaCl (s) in H2O (l) ein endothermer Prozess, der die Eingabe von Energie erfordert. Diese zusätzliche Energie ist bereits in wässriger NaCl-Lösung vorhanden und übersteigt die in reinem H2O vorhandene.
Wenn Sie die Wärmekapazität von wässriger NaCl-Lösung mit reinem H2O bei einer bestimmten Temperatur vergleichen, werden Sie feststellen, dass diese rein ist Wasser kann eine größere Energiemenge halten als wässrige NaCl-Lösung. Die überschüssige Menge entspricht der Summe der oben beschriebenen Auflösungs- und Hydratationsenergien.
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Zuerst überraschte mich das, also grub ich etwas weiter. Es ist bekannt, dass die Zugabe eines gelösten Stoffes zu Wasser seinen Siedepunkt erhöht, so dass das Kochen auf den ersten Blick länger dauern sollte. Aber ich habe schließlich gelernt, dass die Wärmekapazität von Wasser auch durch den gelösten Stoff, in diesem Fall Salz, verringert wird, indem die Freiheitsgrade der Wassermoleküle für Vibration und Rotation eingeschränkt werden. Eine geringere spezifische Wärme bedeutet einen größeren Temperaturanstieg bei gegebenem Energieeintrag. Bei gleicher Leistungsaufnahme schneller Temperaturanstieg. Wie verändert Salz die spezifische Wärmekapazität von Wasser? | Sokratisch
Die Natrium- und Chlorionen dissoziieren im Wasser, schmiegen sich in die Zwischenräume zwischen den H2O-Molekülen und bilden schwache Bindungen mit ihnen. Dies ist es, was ihre Bewegungen einschränkt, wenn Energie hinzugefügt wird.
Man könnte auch erwarten, dass das Packen der intermolekularen Räume mit Ionen (wodurch das Wasser dichter wird) auch die Wärmeleitfähigkeit erhöht, wobei Wärmeschwingungen effektiver übertragen werden von Molekül zu Molekül.
Ich konnte keine Daten finden, die dies unterstützen. Aber danke für eine interessante Beobachtung und Ihre anregende Frage.