Schülerversuche; 45 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Geräte
2 Bechergläser (100 ml), 2 Messzylinder (100 ml), Thermometer oder Thermoelement, Glasstab, Siedesteinchen, Rückfluss-System.

Chemikalien
Destilliertes Wasser, Natriumchlorid.

Wichtiger Hinweis
Viele in den Geschäften und Supermärkten käufliche Speisesalzarten enthalten Zusatzstoffe, die die völlige Lösbarkeit verhindern. Aus solchen trüben Lösungen könnt Ihr natürlich keine Kristalle züchten! Deshalb müsst ihr reines Natriumchlorid beschaffen. Testet aber erst einmal alle Salzprodukte, die ihr zu Hause findet. Vielleicht ist eine Sorte dabei, die sich völlig lösen lässt. Denkt auch an große Streusalzkristalle, die Ihr auslesen könntet!
Zur schlechten Löslichkeit des Speisesalzes und der Trübung seiner Lösung sagen wir etwas in einem Tipp des Monats. Aber es sei gleich vorneweg gesagt: Durch Zusatz von einigen Tropfen Essigsäure (verrühren!) lässt sich das Problem (fast immer) beseitigen.

Durchführung
1 Temperatur- und Volumeneffekte beim Lösen
Gib 50 ml Wasser, die du in einem Messzylinder abgemessen hast, in ein Becherglas (100 ml). Messe möglichst genau die Temperatur. Verwende dazu, wenn du hast, ein Thermoelement.
Löse in diesem Wasser 10 g Kochsalz. Rühre dazu gut und rasch um. Ermittle ab und zu und vor allem nach vollständigem Lösen die Temperatur. Rechne die Temperaturdifferenz vor Zugabe und nach Lösen des Natriumchlorids aus. Am genauesten ist die Messung, wenn du das Salz in einem Thermostaten (z. B. in einer Thermoskanne) löst.
Gieße dann die Lösung in den Messzylinder zurück und notiere das Volumen der Lösung.
Zur Vorbereitung auf Versuchsteil 2 gießt du die Lösung von Kochsalz aus dem Messzylinder zurück ins Becherglas.

2 Temperatureffekte beim Sieden der Lösungen (Schutzbrille!)
a Bestimme zunächst die Siedetemperatur von reinem Wasser (Siedesteinchen verwenden!). Erhitze die Salzlösung aus Versuchsteil 1 in einem offenen Becherglas (Siedesteinchen!). Verfolge den Verlauf der Siedetemperatur. Erhitze, bis das Salz beginnt auszufallen und die Siedetemperatur deshalb konstant bleibt.

b Baue ein Rückflusssystem zusammen. Gib zunächst soviel Wasser hinein, dass der Messfühler oder das Thermometer in die Flüssigkeit tauchen. Bestimme die Siedetemperatur.
Wiederhole die Messung mit Kochsalzlösung (c = 1 mol/l).

Unsere Ergebnisse und Auswertung
1 Lösungswärme und Volumenänderung
Wir beobachten eine Abnahme der Temperatur während des Lösevorgangs.
Die Temperaturdifferenz ist: 22,6 °C - 20,9 °C = 1,7 °C
Außerdem nimmt das Volumen zu: Volumendifferenz: 54 ml - 50 ml = 4 ml.

2 a Siedepunktserhöhung von offener Kochsalzlösung
Wir beobachten, dass die Siedetemperatur der Lösung höher liegt als die des reinen Wassers. Bei konstantem Sieden, also Eindampfen der Lösungen und deshalb Konzentrationszunahme, steigt die Siedetemperatur weiter an. Wenn Salz ausfällt, bleibt die Lösung gleichkonzentriert ("gesättigte Lösung").
Die Differenz der Siedetemperaturen betrug 4,1 °C.

2 b Siedepunktserhöhung unter Rückfluss

Der Vergleich mit dem Literatur-Wert der molaren Siedepunktserhöhung = 0,512 grad/mol ergibt:

1,3 °C/mol / 0,512 °C/mol = 2,5

Dieser Wert entspricht näherungsweise dem erwarteten Faktor 2, da es sich beim Kochsalz um eine Verbindung handelt, die pro Formeleinheit aus zwei Ionen besteht.

Hinweis
Wesentlich bessere Effekte beobachtet man mit anderen leicht erhältlichen Salzen wie Fixiersalz, Salmiaksalz, Bittersalz und Glaubersalz.
Die Werte der Temperaturabnahme sind für verschiedene Salze bemerkenswert unterschiedlich:

Kochsalz:	1,7 °C
Bittersalz:	2,5 °C
Fixiersalz:	6,5 °C
Salmiaksalz:	13,5 °C
Glaubersalz:	7,5 °C

Hintergründe zum Experiment