Siedepunkt und Kräfte
Über diese App
Reihen nach dem Siedepunkt ordnen, erhitzen und ein Molekül aus der Flüssigkeit ziehen: Lichtbänder reißen, im Molekül reißt nichts. Alkane, Alkohole, Isomere und Halogenwasserstoffe mit Messwerten, zwei Stoffe im selben Heizbad, Lupe im Gas und Löslichkeit in Wasser und Hexan.
Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.
Worum es geht
Beim Sieden trennen sich Moleküle voneinander. Die Wärme überwindet die Kräfte zwischen den Molekülen, die Atombindungen in den Molekülen bleiben ganz. Van-der-Waals-Kräfte wirken zwischen allen Molekülen und wachsen mit Kontaktfläche und Elektronenzahl. Dipol-Dipol-Wechselwirkungen brauchen polare Moleküle, Wasserstoffbrücken brauchen H an O, N oder F. Ethanol zu verdampfen kostet rund 39 kJ/mol, eine C–C-Bindung zu spalten rund 347 kJ/mol.
Was die App zeigt
Moleküle liegen in einem Gefäß, Lichtbänder zeigen die Art der Kräfte zwischen ihnen. Das Thermometer bleibt beim Sieden stehen, während die Wärme Moleküle trennt. Zieht man ein Molekül heraus, reißen die Lichtbänder, im Molekül reißt nichts. Die Siedepunkte sind Messwerte bei 1013 hPa für Alkane, Alkohole, Isomere, Halogenwasserstoffe und Stoffe ähnlicher Masse. Die Simulation selbst ist qualitativ: Die Moleküle sind starr, der Gasraum ist stark verkleinert.
Was du ausprobierst
Du ordnest eine Reihe nach deiner Vorhersage, erhitzt die Stoffe und vergleichst mit der Messung. Im Gas prüfst du mit der Lupe, dass ganze Moleküle fliegen. Im Vergleich stehen zwei Stoffe im selben Heizbad, etwa Ethanol und Methoxymethan oder HF und HBr. Zum Schluss gibst du Alkohole, von Methanol bis Hexan-1-ol, und Hexan zu Wasser und Hexan und siehst, wo sie sich verteilen. Acht Prüffragen mit Begründung sichern das Ergebnis.
Häufige Fragen
- Brechen beim Sieden die Atombindungen?
- Nein. Beim Sieden werden nur die Kräfte zwischen den Molekülen überwunden. Die Moleküle bleiben ganz, und beim Abkühlen kondensiert derselbe Stoff. Ethanol zu verdampfen kostet rund 39 kJ/mol, das Spalten einer einzigen C–C-Bindung rund 347 kJ/mol.
- Warum siedet Ethanol so viel höher als Methoxymethan?
- Beide haben die Summenformel C₂H₆O. Nur Ethanol hat ein H-Atom am Sauerstoff und bildet Wasserstoffbrücken. Ethanol siedet bei 78,3 °C, Methoxymethan bei −24,9 °C, also rund 103 K tiefer.
- Warum sieden verzweigte Alkane tiefer als unverzweigte?
- Isomere haben dieselbe Masse und Elektronenzahl. Ein stark verzweigtes Molekül ist kugeliger und berührt seine Nachbarn auf kleinerer Fläche, die van-der-Waals-Kräfte sind schwächer. Pentan siedet bei 36,1 °C, 2,2-Dimethylpropan bei 9,5 °C.
- Was kann ich in der App selbst tun?
- Du sagst Reihenfolgen voraus, erhitzt Stoffe, ziehst ein Molekül aus der Flüssigkeit und prüfst die Löslichkeit. Ein Erklärmodus führt am Beispiel Ethanol durch das Sieden.
Fach: Chemie
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