Siedetemperatur: Sieden und Druck verstehen

Beim Erwärmen einer Flüssigkeit bewegen sich ihre Teilchen stärker. Bei der Siedetemperatur geht der Stoff in allen Teilen der Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand über. Deshalb entstehen Dampfblasen auch mitten in der Flüssigkeit und steigen nach oben.

Die Teilchen selbst bleiben dabei dieselben. Ein Wasserteilchen wird beim Sieden also nicht zu einem anderen Stoff. Es ändern sich vor allem die Bewegung und der 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 gebraucht.

Im Alltag und in vielen Schultexten werden Siedetemperatur und Siedepunkt gleichbedeutend verwendet. Eine genauere Unterscheidung hilft dir aber, die Abhängigkeit vom Druck nicht zu übersehen.

Die Aussage „Wasser siedet bei 100 °C“ ist deshalb unvollständig, wenn der Druck nicht mitgedacht wird. Sie gilt ungefähr bei normalem Luftdruck.

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.

In großer Höhe ist der Luftdruck geringer als auf Meereshöhe. Wasser siedet dort schon unter 100 °C. Es kocht zwar sichtbar, ist dabei aber nicht so heiß wie kochendes Wasser bei normalem Luftdruck.

Ein Schnellkochtopf hält Wasserdampf zurück und erhöht dadurch den Druck. Wasser kann dann ungefähr 120 °C erreichen, bevor es unter diesen Bedingungen siedet. Die höhere Temperatur kann das Garen beschleunigen.

Bei gleichem Druck haben verschiedene Reinstoffe unterschiedliche Siedetemperaturen. Ein wichtiger Grund ist, wie stark sich ihre Teilchen gegenseitig anziehen. Je stärker diese Anziehung ist, desto mehr Energie wird für den Übergang in den gasförmigen Zustand gebraucht.

Zwischen Wasserteilchen wirken besonders starke Anziehungskräfte. Sie tragen dazu bei, dass Wasser eine hohe Siedetemperatur hat, obwohl seine Teilchen klein sind. Methan hat ähnlich kleine Teilchen und siedet schon bei −161,6 °C.

Innerhalb einer ähnlichen Stoffgruppe spielt auch die Größe der Teilchen eine Rolle. So steigt die Siedetemperatur von Methan über Ethan und Propan bis Butan, weil die Teilchen größer werden. Die Tabelle zeigt ungefähre Werte für einige Stoffe bei normalem Luftdruck.

Ein Reinstoff hat bei festgelegtem Druck eine typische Siedetemperatur. Gemische zeigen dagegen häufig einen Siedebereich, weil sich ihre Zusammensetzung beim Sieden ändern kann. Eine gleichbleibende Siedetemperatur kann auf einen Reinstoff hindeuten, beweist die Reinheit aber nicht in jedem Fall: Bestimmte Gemische sieden bei einer besonderen Zusammensetzung ebenfalls bei einer festen Temperatur.

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 Angaben auf dieser Seite lässt sich aber keine verlässliche Rechenformel ableiten.