Page - 223 - in Vorlesungen über Thermodynamik

Verdu¨nnte Lo¨sungen 223 Gleichgewicht befindlichen Lo¨sung alle Moleku¨larten, die einer Umwandlung unter Wa¨rmeentwicklung fa¨hig sind. Es sollen nun einige der wichtigsten speziellen Fa¨lle na¨her besprochen werden. Die Anordnung ist in erster Linie nach der Zahl der unabha¨ngigen Bestandteile des Systems (§198), in zweiter nach der Zahl der Phasen eingerichtet. § 260. Ein unabha¨ngiger Bestandteil in einer Phase. Nach der Phasenregel ha¨ngt der innere Zustand der Phase von zwei Variabeln ab, also z.B. von der Temperatur T und dem Druck p. Dabei kann die Phase beliebig viele Moleku¨larten enthalten. So wird eine Quantita¨t flu¨ssiges Wasser außer den einfachen H2O-Moleku¨len auch Doppel- und mehrfache Moleku¨le, ferner Moleku¨le H2 und O2 auch H2O2, ferner geladene Ionen + H, − HO und −− O usw. in endlichem Betrage enthalten. Die elektrischen Ladungen der Ionen spielen in der Thermodynamik keine besondere Rolle, solange nicht die elektrischen Kra¨fte mit den thermodynamischen in Kollision geraten, was nur und immer dann eintritt, wenn die thermodynamische Gleichgewichtsbedingung eine Verteilung der Ionen in den verschiedenen Phasen des Systems verlangt, bei welcher vermo¨ge der unvera¨nderlichen Ladungen der Ionen freie Elektrizita¨t im Innern einer Phase auftreten mu¨ßte. Einem solchen Zustande widersetzen sich die elektrischen Kra¨fte mit großer Sta¨rke, und es tritt eine Abweichung von dem rein thermodynamischen Gleichgewicht ein, welche andrerseits durch entstehende Potentialdifferenzen zwischen den betreffenden Phasen kompensiert wird. Eine allgemeine U¨bersicht u¨ber diese elektromolekularen Erscheinungen la¨ßt sich gewinnen, wenn man den Wert der Energie des Systems durch Hinzufu¨gung elektrischer Glieder verallgemeinert. Doch beschra¨nken wir uns hier auf die Betrachtung unelektrischer Zusta¨nde, und brauchen daher gar keine Ru¨cksicht zu nehmen auf die elektrischen Ladungen der Ionen, die wir einfach wie andere Moleku¨le behandeln. In dem vorliegenden Falle sind also die Konzentrationen sa¨mtlicher Moleku¨larten durchT und pbestimmt. Eine Berechnung der Konzentrationen ist bisher nur fu¨r die Ionen + H und − HO gelungen (die Zahl der −− O -Ionen ist dagegen zu vernachla¨ssigen) und zwar u. a. durch die Messung der elektrischen Leitfa¨higkeit der Lo¨sung, die allein von den Ionen herru¨hrt. Nach Kohlrausch und Heydweiller ist der Dissoziationsgrad des Wassers, d. h. das Verha¨ltnis der Masse des in Ionen + H und − HO gespaltenen Wassers zu der Gesamtmasse des Wassers bei 18◦C. 14,3 ·10−10. Diese Zahl stellt zugleich das Verha¨ltnis der Zahl der dissoziierten Moleku¨le