Löslichkeit

Eine Lösung ist ein homogenes Gemisch aus zwei Hauptsubstanzen: dem gelösten Stoff und dem Lösungsmittel, wobei das Lösungsmittel in größeren Mengen vorhanden ist als der gelöste Stoff.

In einer verdünnten Lösung ist der Anteil des gelösten Stoffes relativ zum Lösungsmittel gering, während er bei einer konzentrierten Lösung groß ist.

Bei der Bildung einer Lösung reagieren der gelöste Stoff und das Lösungsmittel nicht chemisch. Stattdessen verteilen sich die Moleküle neu, wobei einzelne Lösungsmittelmoleküle die gelösten Moleküle umgeben und durch Anziehungskräfte interagieren. Ein solcher Auflösungsprozess wird als Solvatation bezeichnet.

Um die Solvatation zu begünstigen, sollten die Wechselwirkungen zwischen gelöstem Stoff und Lösungsmittel stärker sein als die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und gelöstem Stoff.

In einer Lösung können der gelöste Stoff und das Lösungsmittel einen beliebigen Aggregatzustand haben. Die Lösung selbst ist eine einzige "Phase".

Das Gegenteil der Solvatation ist die Ausfällung, die durch starke Wechselwirkungen zwischen gelösten Stoffen und gelösten Stoffen ausgelöst wird. Wenn die Solvatationsgeschwindigkeit der Niederschlagsrate entspricht, wird ein Löslichkeitsgleichgewicht hergestellt.

Die Löslichkeit eines gelösten Stoffes ist seine maximal mögliche Konzentration im Löslichkeitsgleichgewicht in einer gegebenen Menge Lösungsmittel. Die Löslichkeit wird durch die Temperatur und andere physikalische Bedingungen wie die molekulare Polarität beeinflusst.

Unpolare gelöste Stoffe lösen sich in unpolaren Lösungsmitteln durch intermolekulare Londoner Dispersionskräfte, während polare oder ionische gelöste Stoffe sich in polaren Lösungsmitteln durch Ionen-Dipol- oder Dipol-Dipol-Wechselwirkungen auflösen.

Wasser ist ein polares Lösungsmittel. Hydrophile oder wasserliebende Verbindungen sind aufgrund der ionischen Ladungen oder polaren Gruppen, die ausreichend starke Wechselwirkungen zwischen Wasser und gelösten Stoffen ermöglichen, wasserlöslich. Sie sind in unpolaren Lösungsmitteln weniger löslich, da die Wechselwirkungen zwischen gelösten und gelösten Stoffen viel stärker sind als jede mögliche Wechselwirkung zwischen unpolaren Lösungsmitteln und polaren gelösten Molekülen.

Wasserunlösliche, fettlösliche unpolare Verbindungen wie Öle sind hydrophob oder wasserfürchtend, da sie keine Wasserstoffbrückenbindungen bilden können, um mit Lösungsmittel-Lösungsmittel-Wechselwirkungen zu konkurrieren.

Amphiphile oder amphipathische Verbindungen haben sowohl polare als auch unpolare Gruppen. Seifen sind zum Beispiel Metallsalze von Fettsäuren. In Wasser aggregieren die Seifenmoleküle in Kugeln, die Mizellen genannt werden. Ihre unpolaren hydrophoben Fettsäureschwänze zeigen nach innen, während ihre polaren hydrophilen Köpfe nach außen zeigen.

Bei der Entfernung von Ölflecken mit Seife umschließen die Schwänze das unpolare Öl und bilden wasserlösliche Mizellen, wodurch das Öl weggewaschen werden kann.