Löslichkeitsdefinition in der Chemie

Löslichkeitsdefinition in der Chemie

Löslichkeit ist definiert als die maximale Menge eines Stoffes, die in einem anderen Stoff gelöst werden kann. Es ist die maximale Menge an gelöstem Stoff, die im Gleichgewicht in einem Lösungsmittel gelöst werden kann, wodurch eine gesättigte Lösung entsteht. Wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, kann sich zusätzlicher gelöster Stoff über den Gleichgewichtslöslichkeitspunkt hinaus auflösen, wodurch eine übersättigte Lösung entsteht. Über die Sättigung oder Übersättigung hinaus erhöht die Zugabe von mehr gelöstem Stoff nicht die Konzentration der Lösung. Stattdessen beginnt der überschüssige gelöste Stoff aus der Lösung auszufallen.

Der Auflösungsprozess wird als bezeichnet Auflösung. Die Löslichkeit ist nicht die gleiche Eigenschaft der Materie wie die Lösungsgeschwindigkeit, die beschreibt, wie schnell sich ein gelöster Stoff in einem Lösungsmittel auflöst. Die Löslichkeit ist auch nicht die gleiche wie die Fähigkeit einer Substanz, eine andere Substanz infolge einer chemischen Reaktion aufzulösen. Beispielsweise "löst" sich Zinkmetall in Salzsäure durch eine Verdrängungsreaktion, die zu Zinkionen in Lösung und der Freisetzung von Wasserstoffgas führt. Zinkionen sind säurelöslich. Die Reaktion ist keine Frage der Löslichkeit von Zink.

In bekannten Fällen ist ein gelöster Stoff ein Feststoff (z. B. Zucker, Salz) und ein Lösungsmittel eine Flüssigkeit (z. B. Wasser, Chloroform), aber der gelöste Stoff oder das Lösungsmittel kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein. Das Lösungsmittel kann entweder eine reine Substanz oder eine Mischung sein.

Der Begriff unlöslich impliziert, dass ein gelöster Stoff in einem Lösungsmittel schlecht löslich ist. In sehr wenigen Fällen löst sich zwar kein gelöster Stoff auf. Im Allgemeinen löst sich ein unlöslicher gelöster Stoff noch ein wenig auf. Während es keine feste Grenze gibt, die eine Substanz als unlöslich definiert, ist es üblich, einen Schwellenwert anzuwenden, bei dem ein gelöster Stoff unlöslich ist und weniger als 0,1 Gramm pro 100 Milliliter Lösungsmittel aufgelöst werden.

Mischbarkeit und Löslichkeit

Wenn eine Substanz in einem bestimmten Lösungsmittel in allen Anteilen löslich ist, wird sie darin als mischbar bezeichnet oder sie besitzt die als Mischbarkeit bezeichnete Eigenschaft. Beispielsweise sind Ethanol und Wasser vollständig miteinander mischbar. Andererseits vermischen sich Öl und Wasser nicht und lösen sich nicht ineinander. Öl und Wasser gelten als nicht mischbar.

Löslichkeit in Aktion

Wie sich ein gelöster Stoff auflöst, hängt von der Art der chemischen Bindungen im gelösten Stoff und im Lösungsmittel ab. Wenn sich Ethanol beispielsweise in Wasser löst, behält es seine molekulare Identität als Ethanol bei, aber es bilden sich neue Wasserstoffbrücken zwischen Ethanol- und Wassermolekülen. Aus diesem Grund ergibt das Mischen von Ethanol und Wasser eine Lösung mit einem geringeren Volumen, als dies durch Addition der Ausgangsvolumina von Ethanol und Wasser möglich wäre.

Wenn sich Natriumchlorid (NaCl) oder eine andere ionische Verbindung in Wasser löst, dissoziiert die Verbindung in ihre Ionen. Die Ionen werden solvatisiert oder von einer Schicht von Wassermolekülen umgeben.

Die Löslichkeit beinhaltet ein dynamisches Gleichgewicht, das entgegengesetzte Prozesse der Ausfällung und Auflösung beinhaltet. Das Gleichgewicht ist erreicht, wenn diese Vorgänge mit konstanter Geschwindigkeit ablaufen.

Einheiten der Löslichkeit

In Löslichkeitstabellen und -tabellen sind die Löslichkeiten verschiedener Verbindungen, Lösungsmittel, Temperaturen und anderer Bedingungen aufgeführt. Die IUPAC definiert die Löslichkeit als Verhältnis von gelöstem Stoff zu Lösungsmittel. Zulässige Konzentrationseinheiten umfassen Molarität, Molalität, Masse pro Volumen, Molverhältnis, Molenbruch und so weiter.

Faktoren, die die Löslichkeit beeinflussen

Die Löslichkeit kann durch die Anwesenheit anderer chemischer Spezies in einer Lösung, die Phasen des gelösten Stoffs und des Lösungsmittels, die Temperatur, den Druck, die Partikelgröße des gelösten Stoffs und die Polarität beeinflusst werden.