Noyes-Whitney

[Verena Kirchner]

Hallo!

Bei der Noyes-Whitney-Gleichung geht es ja um die Lösungsgeschwindigkeit.
Wenn man die Oberfläche der Teilchen durch Zerkleinern vergrößert, kann man die Lösungsgeschwindigkeit erhöhen. Was kann man sonst noch tun, um sie zu verbessern?

Und wie ist das nochmal mit der Löslichkeit? Wovon hängt diese ab?
Was ist mit der Temperatur? Würde sie nicht in beiden Fällen zu einer Verbesserung führen?

Es wäre toll, wenn wir diese beiden Fälle nochmal ein bisschen voneinander abgrenzen könnten und eine kleine Übersicht hätten.
Vielen Dank einstweilen!

[Dr. Joachim Schäfer]

Hallo Verena.

Vielen Dank für die Frage, das interessiert sicher viele. Mal der Reihe nach:

Eine genaue Beschreibung der Noyes-Whitney-Gleichung findet man zum Beispiel unter http://en.wikipedia.org/wiki/Arthur_Amos_Noyes.
In der Gleichung finden wir folgende Parameter, die die Lösungsgeschwindigkeit beeinflussen können:
1. Die Oberfläche, das hast du ja selbst schon richtig dargestellt.
2. Die Dicke der Diffusionsschicht ("L", oder häufig als "h" bezeichnet): Letztere stellt den Widerstand für die Substanzdiffusion dar. Je dünner sie also ist, desto schneller geht's. Umrühren wäre hier ein geeignetes Mittel um die Geschwindikeit zu erhöhen.
3. Durch Veränderung der Temperatur passiert etwas zunächst nicht direkt ersichtliches: Der Diffusionskoeffizient "D" ist temperaturabhängig, er steigt bei Temperaturerhöhung in der Regel an (ist meistens so, aber nicht immer. Dazu gleich noch mehr) und erhöht somit ebenfalls die Lösungsgeschwindigkeit.

Ich fasse zusammen: Umrühren, Erwärmen, Zerkleinern erhöhen die Lösungsgeschwindigkeit auf zweckmäßige Weise. Als Vergleich denke an deine Tasse frisch aufgebrühten Frühstückskaffee, in dem sich der Zucker auch schneller auflöst, wenn du ihn als Pulver zusetzt und einen Moment umrührst.

Zum Thema Löslichkeit:
Es wird unterschieden in die Frage, ob sich eine Substanz überhaupt in einem Lösungsmittel lösen lässt ("qualititive" Löslichkeit, diese hängt im Wesentlichen ab von den Polaritäten des Stoffes und des Lösungsmittels: z.B. Zucker löst sich gut in Wasser, aber schlecht in Benzin. Natürlich ist es aber so, dass sich immer ein Gleichgewicht einstellen wird. Man definiert daher im Ph. Eur. gewisse Konzentrationsgrenzen für die Frage wie gut löslich eine Substanz im betreffenden Lösungsmittel ist) und die Frage, wieviel sich löst ("quantitive" Löslichkkeit, diese ist im Wesentlichen abhängig von den eingesetzten Mengen).

Temperaturabhängigkeit der Löslickeit:
Genaugenommen ist es so, dass der Lösungsvorgang von der Lösungsenthalpie abhängt. Benötigt eine Substanz Energie, um von dem gebunden in den gelösten Zustand überzugehen (endotherme Lösungsreaktion, ein sehr häufiger Fall), dann steigt die Löslichkeit mit Temperaturerhöhung. Bei exothermen Lösungsreaktion sinkt sie natürlich, dann bringt Abkühlen mehr. Es gibt auch Lösungsreaktion mit einer Lösungsenthalpie von quasi 0 (z.B. Kochsalz), dann ändert sich die Löslichkeit durch Temperaturveränderung nahezu gar nicht.

Verwechsele bitte niemals die Löslichkeit mit der Lösungsgeschwindigkeit!
Das war jetzt in sehr kurzer Form das allerwichtigste zum Thema.

Alles klar soweit? Trifft das ungefähr das, was du in deiner Frage ausdrücken wolltest?
Viele Grüße

[Verena Kirchner]

Ja, vielen herzlichen Dank!