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2.16: Lösungsmittel
INHALTSVERZEICHNIS

 

PROTOKOLLE

2.16: Lösungsmittel

Ein Lösungsmittel ist ein Stoff, der andere Stoffe auflösen kann. Meistens sind Lösungsmittel Flüssigkeiten. Die Substanz wird hier als gelöster Stoff bezeichnet. Wenn sich ein Lösungsmittel und ein gelöster Stoff verbinden, bilden sie eine Lösung. Auf molekularer Ebene ist diese Lösung eine homogene Mischung aus Lösungsmittel und gelöstem Stoff. Wasser ist ein universelles biologisches Lösungsmittel. Seine polare Struktur erlaubt es, viele andere polare Verbindungen aufzulösen. Die Lösungsfähigkeit des Wasser wird durch ein Gleichgewicht zwischen den Wassermolekülen verursacht, die sich untereinander und mit dem gelösten Stoff verbinden.

Eine gesättigte Lösung enthält die maximale Menge eines löslichen Stoffes. Zum Beispiel wird Salz (NaCl) leicht in Wasser gelöst, wodurch Salzwasser oder Kochsalzlösung entsteht. Es löst sich, weil Salz in seine jeweiligen Ionen Natrium (Na+) und Chlorid (Cl-) dissoziiert. Da Wasser polar ist, wird sein leicht negatives Sauerstoffatom von den positiven Natriumionen angezogen. Mehrere Wassermoleküle können sich an ein einzelnes Natriumion binden, wodurch eine Hydrathülle entsteht. Ebenso sind die Wasserstoffatome des Wassers leicht positiv und werden von den negativen Chloridionen angezogen. So entsteht wiederum eine Hydrathülle um die Chloridionen herum. Diese Hydrathüllen halten die gelösten Partikel getrennt und dispergiert. So entsteht eine Lösung.

Eine gesättigte Lösung von Salzwasser enthält bei Raumtemperatur etwa 26% Natriumchlorid. Wird mehr Salz zugegeben, kann der Überschuss nicht mehr in der Lösung aufgelöst werden und setzt sich am Boden als Niederschlag ab. Der Salzgehalt des Great Salt Lake in Utah (USA) liegt bei 5-27%. Im Toten Meer, das an Israel, Jordanien und das Westjordanland grenzt, liegt der Salzgehalt des Wassers bei ~34%. Dies ist wesentlich höher als der Sättigungsgrad des Salzes im Wasser. Das überschüssige Salz fällt aus und bildet außergewöhnliche Salzkristallformationen.

Die Löslichkeit einer Stoffes bzw. die Fähigkeit, sich in Wasser zu lösen, ist entscheidend für grundlegende biologische Funktionen. Beispielsweise müssen Proteine und Aminosäuren gelöst werden, damit sie in Zellen gelangen können. Ebenso sind Natrium-, Chlorid-, Kalium- und Kalziumionen (u.a.) für wichtige Zellfunktionen notwendig. Proteine, Ionen und andere Nährstoffe befinden sich im Blut, das zu ~79% aus Wasser besteht. Die Nieren helfen, den richtigen Gehalt dieser gelösten Stoffe im Blut aufrechtzuerhalten, indem sie sie während der Filtration Stoffe entfernen oder hinzufügen. Dieser Prozess wird Osmoregulation genannt.

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