Lösungen und Löslichkeiten

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Ein gelöster Stoff (fest, flüssig oder gasförmig, Solvat genannt) löst sich in einem Lösungsmittel (fest, flüssig oder gasförmig, Solvens genannt), um eine Lösung zu bilden. Im Allgemeinen ist das Lösungsmittel die Komponente mit dem größeren Anteil, es gibt aber auch einige Beispiele, bei denen dich die Verhältnisse annähern, dann ist eine Unterscheidung zwischen Solvens und Solat nicht mehr zweckmäßig. Lösungen sind äußerlich nicht als solche erkennbar, weil sie nur eine homogene Phase bilden.

Löslichkeit

Die Löslichkeit (S) eines gelösten Stoffes ist die maximale Menge, die sich in einer bestimten Menge eines gegebenen Lösungsmittels bei einer gegebenen Temperatur auflöst, wenn ein Überschuß des gelösten Stoffes vorhanden ist. Unterschiedliche gelöste Stoffe haben unterschiedliche Löslichkeiten:

  • Natriumchlorid (NaCl), S = 39,12 g / 100. ml Wasser bei 100,8 ° C.
  • Silberchlorid (AgCl), S = 0,0021 g / 100. ml Wasser bei 100,8 ° C.

Löslichkeit ist ein quantitativer Begriff, die Begriffe verdünnt und konzentriert beschreiben einen Sachverhalt aber qualitativ, bezogen auf die relativen Mengen an gelöstem Stoff.

Ein bestimmter Stoff kann sich in einem Lösungsmittel auflösen und in einem anderen nicht. Eine Erklärung liegt in den relativen Stärken der intermolekularen Kräfte. Die nützliche Faustregel „Gleiches löst Gleiches“ besagt, dass sich Substanzen mit ähnlichen intermolekularen Kräften ineinander lösen lassen. Wenn wir also die Kräfte kennen, die z. B. die Moleküle eines Feststoffes zusammenhalten, können wir oft vorhersagen, ob sich ein Stoff in einem bestimmten Lösungsmittel löst.

Intermolekulare Kräfte in Lösungen

Alle für Reinsubstanzen diskutierten intermolekularen Kräfte treten auch in Lösungen auf:

  1. Ion-Dipo-Kräfte: Die Kräfte, die auftreten, wenn sich z. B. eine ionische Verbindung in Wasser löst. Zwei Effekte treten gleichzeitig auf: (a) Wenn ein Salz zu Wasser gegeben wird, ziehen sich ein Ion und der entgegengesetzt geladene Pol eines Wassermoleküls an. Diese Anziehungskräfte konkurrieren mit den Anziehungskräften zwischen den Ionen, werden sie überwunden bricht die Kristallstruktur zusammen und das Salz löst sich. (b) Hydratationsschalen bilden sich. Während sich ein Ion trennt, sammeln sich Wassermoleküle in Hydratationsschalen um dieses Ion herum. Die Anzahl der Wassermoleküle in der innersten Hydratationsschale hängt von der Ionengröße ab: Vier passen tetraedrisch um kleine Ionen wie Li+, während die größeren Na+-Ionen oktaedrisch umgeben werden.
  2. Wasserstoffbrückenbindungen treten in Lösungen von polaren, O- und N-haltigen organischen Verbindungen wie Alkoholen, Aldehyden, Carbonsäuren, Aminen und Aminosäuren auf…
  3. Dipol-Dipol-Kräfte ermöglichen es, in Abwesenheit einer H-Bindung, dass sich relativ polare Moleküle wie Propanal (CH3CH2CHO) in polaren Lösungsmitteln wie Dichlormethan (CH2Cl2) auflösen.
  4. Ioneninduzierte Dipolkräfte: Ladungsinduzierte Dipolkräfte, beruhen auf der Polarisierbarkeit. Sie entstehen, wenn die Ladung eines Ions die Elektronenwolke eines nahe gelegenen unpolaren Moleküls verzerrt.
  5. Dipolinduzierte Dipolkräfte: Beruht ebenfalls auf der Polarisierbarkeit. SIe entstehen, wenn ein polares Molekül die Elektronenwolke eines unpolaren Moleküls verzerrt. Sie sind schwächer als ioneninduzierte Dipolkräfte, da die Ladung jedes Pols geringer ist als die eines Ions (Coulombsches Gesetz). Die Löslichkeit von atmosphärischem O2, N2 und Edelgasen in Wasser ist, obwohl sie begrenzt ist, teilweise auf diese Kräfte zurückzuführen.
  6. Dispersionskräfte tragen zur Löslichkeit aller gelösten Stoffe in allen Lösungsmitteln bei, sind jedoch die hauptsächliche intermolekulare Kraft in Lösungen unpolarer Substanzen.

Löslichkeiten vorhersagen und berechnen

Doppelte Polarität

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