Volumenkontraktion

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Allgemein bezeichnet Volumenkontraktion eine Verkleinerung des Volumens. Meistens handelt es sich um einen einfachen physikalischen Vorgang (z. B. Schrumpfung bei Abkühlung), siehe hierzu Kontraktion (Physik).

Darüber hinaus werden einige besondere Erscheinungen als Volumenkontraktion bezeichnet, zum Beispiel ein Volumenverlust beim Mischen bestimmter Flüssigkeiten.

Chemie[Bearbeiten]

Mischen von Flüssigkeiten[Bearbeiten]

Volumenkontraktion bei einer Mischung Tetrahydrofuran / Wasser;
x ist der Stoffmengenanteil

Die Chemie spricht von Volumenkontraktion (Volumenverminderung), wenn beim Mischen mehrerer Flüssigkeiten zu einer Lösung das Gesamtvolumen kleiner ist als die Summe der Volumina der einzelnen Komponenten. Die Volumendifferenz wird Exzessvolumen V^E genannt und ist bei der Volumenkontraktion negativ. Sie ist bei vielen Lösungen sehr gering oder praktisch nicht vorhanden.

Merklich ist dieser Effekt jedoch bei einem Gemisch von Alkohol und Wasser. Mischt man beispielsweise 48 ml Wasser mit 52 ml Ethanol, so resultiert ein Gesamtvolumen von 96,3 statt von 100 ml. Die Verringerung des Volumens hängt nichtlinear vom Mischungsverhältnis ab (vgl. Abbildung), weshalb der Alkoholgehalt der Mischung nicht über Messungen des Volumens, sondern nur über solche von Dichte oder Siedepunkt bestimmt werden kann.

Ursache der Volumenkontraktion ist die Ausbildung zusätzlicher Bindungskräfte (Entstehen von Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen), wodurch diese einen kleineren Raum einnehmen. In der Ozeanografie gibt es einen ähnlichen, allerdings kleineren Effekt wegen des Salzgehalts im Meerwasser.

Es gibt auch Flüssigkeiten, die bei Mischung zu einer Volumendilatation, also einer Volumenvergrößerung, führen. In diesem Fall ist das Exzessvolumen positiv.

Einfluss auf Gehaltsangaben[Bearbeiten]

Gibt man den Gehalt einer Komponente in einer Lösung als Volumenkonzentration = \frac{V_{\text{Komponente}}}{V_{\mathrm{L\ddot osung}}} an, so wird die Volumenkontraktion berücksichtigt.

Soll die Volumenkontraktion dagegen außer Betracht bleiben, wird der Gehalt vorzugsweise als Volumenanteil = \frac{V_{\text{Komponente}}}{\sum {V_{\text{Komponente}}}} angegeben.

Medizin[Bearbeiten]

Die Medizin spricht von Volumenkontraktion (englisch volume contraction) bei einer Verringerung des Blutvolumens. Meist ist sie durch allgemeinen Wassermangel im Körper bedingt, siehe Dehydratation (Medizin).

Weblinks[Bearbeiten]