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Tutorial MenueFlüssigkeitenLerneinheit 6 von 10

Salzlösungen

Gesättigte Lösungen

Fügt man einem Lösungsmittel immer mehr von einem Stoff zu, so löst sich dieser zunächst, bis schließlich eine bestimmte Konzentration erreicht wird, die sich auch bei weiterer Substanzzugabe nicht mehr ändert. Die überschüssige Substanz bleibt als feste (beziehungsweise bei nicht vollständig mischbaren Flüssigkeiten als flüssige) Phase zurück. Man nennt eine solche Lösung gesättigte Lösung. Die Menge eines Stoffs, die sich in einer bestimmten Menge eines Lösungsmittels löst, ist eine charakteristische Eigenschaft des betreffenden Stoffs. Man bezeichnet sie als seine Löslichkeit. Die Löslichkeit wird je nach Art und Alter des Tabellenwerks angegeben in g/l00 g Lösungsmittel oder mol/1000 g Lösungsmittel oder molL-1 Lösung. Wichtig ist hierbei stets die Angabe der Temperatur, denn Löslichkeiten sind meist deutlich temperaturabhängig.

Abb.1
Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit

In einer gesättigten Lösung liegt ein dynamisches Gleichgewicht zwischen gelöstem und ungelöstem Stoff vor, das heißt im Zeitmittel lagern sich ebensoviele Teilchen an die Kristalloberfläche an, wie an anderen Stellen abgelöst werden, zum Beispiel:

Abb.2

Diese Vorgänge führen zu einem dynamischen Gleichgewicht, das in folgender Form als Lösungsgleichgewicht formuliert wird:

KCl(s) K + (aq) + Cl - (aq)

Wie hoch die Löslichkeit ist, hängt jedoch nicht nur von der Lösungsenthalpie, sondern auch von der Lösungsentropie ab. Die energetischen Verhältnisse allein sagen daher nichts über die Löslichkeit aus. So löst sich Kaliumnitrat endotherm, ist aber sehr gut wasserlöslich.

Die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit erklärt sich durch die energetischen Verhältnisse beim Lösungsvorgang. Stoffe, die sich endotherm lösen, sind bei höherer Temperatur besser löslich, das heißt ihre Sättigungskonzentration ist höher. Exotherm lösliche Stoffe zeigen bei erhöhter Temperatur verminderte Löslichkeit. Dieses Verhalten folgt dem Prinzip der "Flucht vor dem Zwang" das qualitativ von Le Chatelier (1888) formuliert wurde und für alle dynamischen Gleichgewichte gilt. Übt man auf ein solches System einen "Zwang" aus, indem man Wärme zuführt, so reagiert das System darauf in der Weise, dass es die zugeführte Wärme zu verbrauchen sucht, wobei sich ein neuer Gleichgewichtszustand einstellt. Die Löslichkeit der meisten Salze steigt mit zunehmender Temperatur, das heißt sie lösen sich endotherm. Auffallend ist das Verhalten von Natriumchlorid, dessen Löslichkeit mit zunehmender Temperatur kaum steigt. Nach den besprochenen Gesetzmäßigkeiten muss dies daran liegen, dass Hydrationsenthalpie und Gitterenergie annähernd gleiche Beträge besitzen, die Lösungsenthalpie insgesamt also etwa Null ist.

Die Löslichkeit von Gasen nimmt in den meisten Fällen mit steigender Temperatur ab, denn der Auflösungsvorgang ist exotherm. Die Gasmoleküle, die aufeinander vernachlässigbar geringe Kräfte ausüben, werden beim Auflösen von den Flüssigkeitsmolekülen stärker angezogen, was Energiegewinn und damit exothermer Reaktion entspricht. Man kann deshalb durch Erwärmen gelöste Gase aus Flüssigkeiten entfernen.

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