12.1: Lösungsbildung

Es gibt kein Lösungsmittel, das jede Art von gelöstem Stoff auflösen kann. Einige Substanzen, die sich in einem bestimmten Lösungsmittel leicht auflösen, können in einem anderen Lösungsmittel unlöslich sein. Eine einfache Möglichkeit, um vorherzusagen, welche Substanzen sich in welchem Lösungsmittel lösen, ist die Formulierung “Gleiches löst Gleiches”. Das bedeutet, dass sich polare Substanzen, wie Salz und Zucker, in einer polaren Substanz wie Wasser lösen. Im Gegensatz dazu sind unpolare Substanzen in unpolaren Lösungsmitteln wie Tetrachlorkohlenstoff besser löslich.

Diese selektive Löslichkeit kann durch die intermolekularen Kräfte innerhalb der Moleküle des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels sowie zwischen den gelösten und gelösten Lösungsmittelmolekülen erklärt werden. Stärkere intermolekulare Kräfte zwischen den gelösten Molekülen und den Lösungsmittelmolekülen sorgen für eine höhere Löslichkeit des gelösten Stoffes im Lösungsmittel. Ionische Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen, die normalerweise polare gelöste Stoffe zusammenhalten, können nur durch andere starke Kräfte überwunden werden, wie z. B. die Dipol-Dipol-Anziehungskraft zwischen polaren gelösten Molekülen und polaren Lösungsmittelmolekülen.

Die Dispersionskräfte zwischen unpolaren gelösten Stoffen werden überwiegend durch die Dispersionskräfte zwischen den unpolaren gelösten Molekülen und den unpolaren Lösungsmittelmolekülen überwunden und sind nicht stark genug, um polare Wechselwirkungen zu brechen. Unpolare Substanzen wie Jod und Kohlendioxid können sich zwar in Wasser lösen, ihre Löslichkeit ist jedoch begrenzt.

Eine Lösung muss homogen sein, d.h. sie muss ein einheitliches Aussehen und die gleiche Konzentration des gelösten Stoffes im gesamten Lösungsmittel aufweisen. Stellen Sie sich vor, dass sich ein Zuckersirup und reines Wasser im selben Tank befinden, aber durch eine Barriere getrennt sind. Wenn die Barriere entfernt wird, vermischen sich die Flüssigkeiten spontan zu einer homogenen Lösung. Dieses Phänomen wird als Konzentrationsausgleich bezeichnet.