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Siedetemperatur: Sieden und Druck verstehen
Die Siedetemperatur ist die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit bei einem bestimmten Druck in den gasförmigen Zustand übergeht. Sie ist keine unveränderliche Zahl: Sinkt der äußere Druck, sinkt auch die Siedetemperatur. Steigt der Druck, steigt sie.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Was beim Sieden geschieht
Beim Erwärmen einer Flüssigkeit bewegen sich ihre Teilchen stärker. An der Siedetemperatur geht der Stoff in allen Teilen der Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand über. Deshalb entstehen Dampfblasen auch innerhalb der Flüssigkeit und steigen nach oben.
Sieden
Sieden ist der Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand in der gesamten Flüssigkeit.
Die Teilchen selbst bleiben dabei dieselben. Ein Wasserteilchen wird beim Sieden also nicht zu einem anderen Stoff. Es ändern sich vor allem Bewegung und Abstand der Teilchen.
Bei einem Reinstoff und gleichbleibendem Druck steigt die Temperatur während des Siedens trotz weiterer Energiezufuhr zunächst nicht weiter. Die zugeführte Energie wird für den Übergang in den gasförmigen Zustand benötigt.
Wasser wird bei einem Druck von etwa 1 013,3 hPa erwärmt. Bei ungefähr 100 °C bilden sich in der gesamten Flüssigkeit Dampfblasen. Während Wasser siedet, liegen flüssiges Wasser und Wasserdampf gleichzeitig vor.
Beim Sieden verändert sich der Aggregatzustand des Stoffes, nicht die Art seiner Teilchen.
Siedetemperatur und Siedepunkt unterscheiden
Im Alltag und in vielen Schultexten werden Siedetemperatur und Siedepunkt gleichbedeutend verwendet. Eine genauere Unterscheidung hilft dir jedoch, die Druckabhängigkeit nicht zu übersehen.
Siedetemperatur
Die Siedetemperatur ist der Temperaturwert, bei dem ein Stoff bei einem festgelegten Druck siedet.
Siedepunkt
Der Siedepunkt beschreibt die zusammengehörigen Bedingungen aus Siedetemperatur und Siededruck.
Die Aussage „Wasser siedet bei 100 °C“ ist deshalb unvollständig, wenn der Druck nicht mitgedacht wird. Sie gilt näherungsweise bei normalem atmosphärischem Druck.
Für Wasser gehören ungefähr 100 °C und 1 013,3 hPa zusammen. Bei 60 °C kann Wasser dagegen bereits bei einem viel niedrigeren Druck von ungefähr 199,46 hPa sieden.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Die ist ein Temperaturwert. Der genaue Siedepunkt verbindet Temperatur und . Ohne Angabe der äußeren Bedingungen ist ein Siedewert daher nur aussagekräftig.
Wie der Druck die Siedetemperatur verändert
Eine Flüssigkeit muss beim Sieden gegen den äußeren Druck in den gasförmigen Zustand übergehen. Bei höherem Druck ist dafür eine höhere Temperatur nötig. Bei niedrigerem Druck genügt eine niedrigere Temperatur.
Druck steigt → Siedetemperatur steigt. Druck sinkt → Siedetemperatur sinkt.
Wasser auf einem hohen Berg
In großer Höhe ist der Luftdruck geringer als auf Meereshöhe. Wasser siedet dort schon bei weniger als 100 °C. Es kocht zwar sichtbar, ist dabei aber nicht so heiß wie kochendes Wasser bei normalem Luftdruck.
Wasser im Schnellkochtopf
Ein Schnellkochtopf hält Wasserdampf zurück und erhöht dadurch den Druck. Wasser kann dann eine Temperatur von ungefähr 120 °C erreichen, bevor es unter diesen Bedingungen siedet. Die höhere Temperatur kann das Garen beschleunigen.
Warum verschiedene Stoffe verschieden sieden
Bei gleichem Druck besitzen verschiedene Reinstoffe unterschiedliche Siedetemperaturen. Ein wichtiger Grund ist die Stärke der Anziehung zwischen ihren Teilchen: Je stärker diese zwischenmolekularen Kräfte sind, desto mehr Energie wird für den Übergang in die Gasphase benötigt.
Wasser bildet starke Wasserstoffbrücken zwischen seinen Molekülen. Sie tragen dazu bei, dass Wasser im Vergleich zu vielen ähnlich kleinen Molekülen eine hohe Siedetemperatur besitzt.
Ungefähre Werte bei normalem atmosphärischem Druck zeigen die Unterschiede:
| Stoff | Siedetemperatur |
|---|---|
| Sauerstoff | −183 °C |
| Methan | −161,6 °C |
| Pentan | 36,1 °C |
| Methanol | 64,7 °C |
| Ethanol | 78 °C |
| Wasser | 100 °C |
| Butanol | 117,7 °C |
Innerhalb einer vergleichbaren Stoffgruppe kann auch die Molekülgröße eine Rolle spielen. Bei den Alkanen steigt die Siedetemperatur beispielsweise von Methan über Ethan und Propan bis Butan.
Methanol siedet ungefähr bei 64,7 °C, Ethanol bei etwa 78 °C und Butanol bei etwa 117,7 °C. Der Vergleich zeigt: Innerhalb dieser Alkoholreihe nimmt die Siedetemperatur mit dem längeren Kohlenstoffrest zu.
Reinstoffe und Lösungen richtig einordnen
Ein Reinstoff besitzt bei festgelegtem Druck eine charakteristische Siedetemperatur. Gemische zeigen dagegen häufig einen Siedebereich, weil sich ihre Zusammensetzung während des Siedens verändern kann.
Eine Lösung aus Wasser und Kochsalz siedet bei gleichem Druck bei einer höheren Temperatur als reines Wasser. Diese Siedepunkterhöhung hängt von der Anzahl der gelösten Teilchen ab. Aus den vorliegenden Angaben lässt sich jedoch keine verlässliche Berechnungsformel ableiten.
Eine konstante Siedetemperatur kann auf einen Reinstoff hindeuten. Sie beweist die Stoffreinheit aber nicht in jedem Fall: Bestimmte Gemische können bei einer besonderen Zusammensetzung ebenfalls bei einer festen Temperatur sieden.
Du vergleichst reines Wasser und eine Kochsalzlösung bei demselben Druck. Die Kochsalzlösung benötigt zum Sieden eine etwas höhere Temperatur. Für einen sinnvollen Vergleich müssen Druck und Messbedingungen gleich sein.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Siedetemperatur
- beschreibt den Übergang von flüssig zu gasförmig
- gehört immer zu einem bestimmten Druck
- sinkt bei sinkendem Druck
- steigt bei steigendem Druck
- unterscheidet sich von Stoff zu Stoff
- kann zusammen mit weiteren Eigenschaften bei der Stoffidentifikation helfen
- liegt bei Lösungen oft anders als beim reinen Lösungsmittel
Abschluss-Check
Du kannst Siedevorgänge nun mit drei Fragen untersuchen: Welcher Stoff liegt vor? Welcher Druck herrscht? Welche Temperatur wird beobachtet? Erst zusammen ergeben diese Angaben eine aussagekräftige Beschreibung.