Vom Meerwasser zum Salz

1 Welche Eigenschaften hat Kochsalz (NaCl)?

2 Wie ist Kochsalz aufgebaut?

3 In welchen Lösungsmitteln löst sich Kochsalz?

4 Was unterscheidet Lösefähigkeit und Löslichkeit?

5 Was sind ungesättigte, gesättigte und
übersättigte Lösungen?

6 Wie funktioniert eine Meerwassersaline?

7 Wie kann man experimentell
die Vorgänge in einer Meerwassersaline
simulieren?

8 Weiterführende Informationen
z. B zum Salzgehalt der Meere

Inhaltsverzeichnis

1 Welche Eigenschaften hat Kochsalz?

Natriumchlorid hat den typischen Salz-Geschmack. Es ist sowohl farb- als auch geruchlos und sehr gut in Wasser löslich.

Natriumchlorid ist das Natriumsalz der
Salzsäure mit der chemischen Formel
NaCl.

Übersicht:
Formel: NaCl
Molmasse 58,44 g/mol
Schmelztemperatur 801 °C
Siedetemperatur 1.465 °C
Dichte 2,16 g/cm³
Löslich in: Wasser, Ammoniak, Methanol, Glycerin

Eine Stoffeigenschaft ist eine stoffspezifische, charakteristische Größe, die einen Reinstoff kennzeichnet. Sie kann mit den Sinnen wahrgenommen werden oder nur mit Messgeräten erfassbar sein.

2 Wie ist Kochsalz aufgebaut?

Ionenbindung: die Natriumatome geben jeweils ein Außenelektron ab, die Chloratome nehmen jeweils ein Elektron auf. Alle Atome erreichen die Edelgaskonfiguration (Oktettregel). Die entgegengesetzt geladenen Ionen ziehen sich elektrostatisch an.

Exkurs zur Ionenbindung

Es bildet sich ein Ionengitter.
Nimmt man die drei Raumachsen eines Würfels, so sind jeweils Natrium- und Chloridionen abwechselnd entlang der x-, y- und z-Achse angeordnet.
Jedes Natriumion ist damit oktaedrisch von sechs Chloridionen und umgekehrt jedes Chloridion oktaedrisch von sechs Natriumionen umgeben.

3 In welchen Lösungsmitteln löst sich Kochsalz?

Es gilt die Regel: Gleiches löst Gleiches.
Folglich kann sich das stark polare NaCl (es liegen Ladungen vor!) nur
in Lösungsmitteln lösen, die ebenfalls polar sind.
Das Beispiel zeigt Wassermoleküle mit ihren Teilladungen, die ein
NaCl-Ionengitter "angreifen" und auflösen.

Simulation des Vorganges.
Finden Sie die Fehler!

4 Was unterscheidet Lösefähigkeit und Löslichkeit?

Die Lösefähigkeit (auch qualitative Löslichkeit) beschreibt, ob sich ein Stoff in einem Lösungsmittel löst.
Beispiel: Natriumchlorid löst sich in Wasser und auch in Alkohol.

Die Löslichkeit eines Stoffes gibt an, in welchem Umfang ein Reinstoff in einem Lösungsmittel gelöst werden kann.

Die Löslichkeit ist ein temperaturabhängiger Wert. So lösen sich bei 20 Grad Celsius 35,92 g NaCl in 100 g Wasser, bei 80 Grad sind es 37,99 g/100 g Wasser

5 Was sind ungesättigte, gesättigte und
übersättigte Lösungen?

Die gesättigte Lösung enthält die maximale Menge gelöster Substanz bei einer bestimmten Temperatur. Bei weiterer Substanzzugabe setzt sich diese als Bodenkörper in Form eines Niederschlages ab.

Ungesättigte Lösungen enthalten noch nicht die maximale Menge an gelöster Substanz.

Eine übersättigte Lösung enthält mehr von dem gelösten Stoff, als seiner Löslichkeit bei der betreffenden Temperatur entspricht.
Beim langsamen Abkühlen einer gesättigten Lösung bei ruhigem Stehen bildet sich zunächst eine übersättigte Lösung, bevor der Überschuss des gelösten Stoffes ausfällt

Die physiologische Kochsalzlösung für den medizinischen Gebrauch ist eine ungesättigte Lösung.

6 Wie funktioniert eine Meerwassersaline?

Salar de Ujuni in Bolivien,
ein natürlicher Salzwassersee

Meerwasser wird durch mehrere Becken geleitet, in denen immer mehr Wasser aufgrund der Sonneneinstrahlung verdunstet. In Becken, die man auch Kristallisationsbecken nennt, beginnt das Salz "auszufällen", es setzt sich am Boden als Natriumchlorid ab.
Mit dieser preiswertesten Form der Salzgewinnung können aus 1m³ Meerwasser ca. 23 kg NaCl gewonnen werden.
Vorraussetzungen sind ein hoher Salzgehalt in den Gewässern, eine intensive und regelmäßige Sonneneinstrahlung und wenig Regen.

Saline von La Palma

Der Salzgewinnungsprozess fängt im ersten großen Becken, dem Mutterbecken, an, in das das Meerwasser hochgepumpt wird. Durch Verdunstung steigt die Konzentration des Salzes von 36 g/L auf 290g/L.
Das Wasser wird in die nachfolgenden Becken umgefüllt und nach ca. 20 Tagen erreicht die Sole das Kristallisationsbecken, wo dann nach einigen Tagen das Salz geerntet werden kann.
Die rötlich Färbung des Wassers entsteht durch die Alge Dunaliella salina. Diese ist Ausgangspunkt für eine Nahrungskette über kleine Krustentiere bis hin zu Möven .

Flug über die Saline von
Fuencaliente auf La Palma

7 Wie kann man experimentell die Vorgänge in einer Meerwassersaline simulieren?

Material: Becherglas, Pipette, Petrischale, Waage, Spatellöffel, Heizplatte, Binokular, Wasser, Kochsalz

Stelle eine gesättigte Kochsalzlösung her! Gib dann mit einer Pipette wenige Tropfen der Lösung in eine Petrischale. Stelle die Petrischale auf eine Heizplatte. Beobachte! Nutze ggf. nach Versuchsende das Binokular!

1. Bedenke, welche Temperatur des Wassers sich für den Versuch eignet!
2. Überlege genau, welche Wassermenge Du einsetzen solltest, um mit einer kleinen Menge Salz auszukommen (keine Salzverschwendung!)
3. Bedenke, ob die Petrischale auf der Heizplatte bewegt werden oder aber in Ruhe stehen gelassen werden sollte!

Kristallisationsvorgang
in Zeitlupe