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Die Unbeständigkeit des Alkohols: Warum verändert das Mischen von Flüssigkeiten unterschiedlicher Alkoholkonzentration das Volumen?
Alkoholische Getränke sind ein Muss auf jeder Bar- oder Hausparty. Allerdings haben viele Menschen wahrscheinlich noch nie darüber nachgedacht: Warum verändert sich die Alkoholmenge, wenn man verschiedene Alkoholkonzentrationen miteinander mischt? Hinter diesem Phänomen stehen interessante chemische Prinzipien und biologische Grundlagen, die wir im Folgenden näher untersuchen werden.
Alkoholkonzentration und -volumen ändern sich
Alkohol wird in Volumenprozent gemessen und oft auch als „Alkohol nach Volumen“ (ABV) bezeichnet. Dies bedeutet, wie viele Milliliter reinen Alkohols in 100 Milliliter Lösung enthalten sind. Beim Mischen unterschiedlicher Alkoholkonzentrationen lassen sich die beobachteten Volumenänderungen nicht durch einfache Zugabe erklären. Dieses Phänomen wird von Chemikern als „partielles Molvolumen“ bezeichnet.
Wenn Wasser und Alkohol (z. B. Ethanol) gemischt werden, führt die Wechselwirkung zwischen den Molekülen dazu, dass sich das Volumen der Mischung ändert.
Die Kombination von Wasser und Alkohol: Wechselwirkung zwischen Molekülen
Sowohl Wasser als auch Ethanol sind polare Lösungsmittel, das heißt, sie können Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Wenn Wasser zu Ethanol hinzugefügt wird, werden die Wassermoleküle von den Hydroxylgruppen des Ethanols angezogen und verändern die polare Umgebung voneinander. Diese Anziehung ermöglicht eine engere Packung zwischen den Wasser- und Alkoholmolekülen, wodurch das Gesamtvolumen der Mischung kleiner wird als gewünscht.
Experimentelle Beobachtung von Volumenänderungen
Experimente haben gezeigt, dass beim Mischen von Alkohol und Wasser bei einer Konzentration unter 24 % das Volumen leicht zunimmt, während das Mischen über dieser Konzentration zu einer Volumenabnahme führt. Dies liegt daran, dass bei hohen Konzentrationen die Abstoßungskraft zwischen den Molekülen schwächer wird, was zur Bildung einer kompakteren Struktur und damit zu einem kleineren Gesamtvolumen führt.
Beim Mischen von Alkoholen unterschiedlicher Konzentration entsteht intuitiv oft das schwer zu überprüfende Gefühl, dass das Gesamtvolumen der Substanz nicht der Summe der Volumina ihrer Teile entspricht.
Vorschriften und Alkoholgehaltsstandards
Verschiedene Länder haben klare Vorschriften zu Alkoholgehaltsstandards. Beispielsweise liegt der Standard für alkoholarmes Bier in einigen Ländern bei 0,5 % ABV, während die meisten im Handel erhältlichen alkoholfreien Biere nur etwa 0,05 % Alkohol enthalten. Diese Standards wirken sich nicht nur auf den Namen des Weins aus, sondern wirken sich indirekt auch auf die Wahl der Verbraucher aus.
Biologische Wirkungen von Alkohol
Gesunde Menschen können im Allgemeinen nicht allein durch den Konsum von alkoholarmen Getränken berauscht werden. Dies liegt daran, dass niedrige Alkoholkonzentrationen nur minimale Auswirkungen auf den Stoffwechsel haben und die Hauptausscheidungsrate des Körpers eher zu einer Wasservergiftung führt als zu einer Alkoholvergiftung, wenn große Mengen Wasser aufgenommen werden.
Zusammenfassung und Reflexion
Insgesamt führt das Mischen von Alkohol und Wasser aufgrund geringfügiger Änderungen der Molekülstruktur und chemischer Reaktionen zu einer Volumenänderung. Dies lässt uns auch darüber nachdenken: Wenn viele Menschen sich heutzutage für alkoholische Getränke entscheiden, wie viele von ihnen verstehen dann die wissenschaftlichen Prinzipien hinter diesen Getränken? Wie werden sich diese Grundsätze auf unsere Trinkkultur und unsere Trinkgewohnheiten auswirken?
Haben Sie jemals über diese wissenschaftlichen Prinzipien nachgedacht, während Sie Alkohol getrunken haben?
