Wann kocht Wasser bei Unterdruck?

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Unter Vakuum verändert sich der Siedepunkt von Wasser drastisch. Statt bei 100°C zu kochen, verdampft es bereits bei etwa 85°C. Dieser Effekt macht sich die Vakuumdestillation zunutze, um Stoffe mit höherem Siedepunkt vom Wasser zu trennen, da diese im Rückstand verbleiben.

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Unterdruck und der Siedepunkt von Wasser

Unter normalen atmosphärischen Bedingungen siedet Wasser bei 100 Grad Celsius (212 Grad Fahrenheit). Dies ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck des Wassers den Luftdruck übersteigt und Blasen aus der Flüssigkeit aufsteigen.

Wenn jedoch der Luftdruck über dem Wasser verringert wird, sinkt auch der Siedepunkt. Dies liegt daran, dass der Dampfdruck des Wassers nun einen geringeren externen Druck überwinden muss, um zu entweichen.

Bei Unterdruck siedet Wasser bereits bei deutlich niedrigeren Temperaturen. So verdampft es beispielsweise bei einem Druck von 100 Millibar (etwa 1/10 des Normaldrucks) bereits bei etwa 85 Grad Celsius (185 Grad Fahrenheit).

Dieser Effekt wird in der Vakuumdestillation genutzt, einem Verfahren zur Trennung von Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten. Durch die Reduzierung des Drucks wird der Siedepunkt der schwersiedenden Flüssigkeit gesenkt, während die leichtsiedende Flüssigkeit weiterhin bei höheren Temperaturen verdampft. Die verdampfte Flüssigkeit kann dann kondensiert und gesammelt werden, wodurch eine Trennung der beiden Flüssigkeiten erreicht wird.

Die Vakuumdestillation wird unter anderem in folgenden Bereichen eingesetzt:

Entsalzung von Meerwasser: Um Trinkwasser aus Meerwasser zu gewinnen, wird das Salz durch Vakuumdestillation entfernt.
Raffination von Rohöl: Vakuumdestillation wird verwendet, um verschiedene Fraktionen von Rohöl wie Benzin, Diesel und Heizöl zu trennen.
Pharmazeutische Industrie: Vakuumdestillation wird zur Reinigung und Isolierung von Arzneimitteln verwendet.

Durch die Verringerung des Drucks über dem Wasser ist es also möglich, seinen Siedepunkt deutlich zu senken. Dies ist ein wichtiger Effekt, der in einer Vielzahl von industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen genutzt wird.