Lösungen und Löslichkeit Mindmap

Das Thema verstehen

Lösungen sind homogene Gemische aus einem Lösungsmittel und einem oder mehreren gelösten Stoffen. Die Löslichkeit gibt an, wie viel eines Stoffes sich unter bestimmten Bedingungen maximal lösen kann. Sie hängt von der Art der Teilchen, der Temperatur und bei Gasen auch vom Druck ab. Die Mindmap ordnet zentrale Begriffe wie gesättigte, ungesättigte und übersättigte Lösungen, Konzentrationsangaben und Lösungsmittel übersichtlich nach Themenbereichen.

Was macht eine Lösung aus?
Eine Lösung ist ein homogenes Gemisch, in dem die Teilchen des gelösten Stoffes gleichmäßig im Lösungsmittel verteilt sind. Das Lösungsmittel ist meist der Stoff mit dem größeren Anteil, bei wässrigen Lösungen also Wasser. Im Gegensatz zu Trübungen oder Suspensionen ist eine Lösung klar und die Bestandteile lassen sich nicht durch Filtrieren trennen. Auch Gase können Bestandteile von Lösungen sein: Luft ist ein gasförmiges Gemisch, in dem Stickstoff als Hauptbestandteil die Rolle des Lösungsmittels übernimmt. Die Teilchen des gelösten Stoffes werden beim Lösen von Lösungsmittelmolekülen umhüllt, bei Salzen spricht man von Hydratation der Ionen.

Temperatur und Druck als Einflussfaktoren
Die Löslichkeit fester Stoffe in Flüssigkeiten steigt in den meisten Fällen mit der Temperatur, wie das Beispiel Zucker in heißem Tee zeigt. Es gibt jedoch Ausnahmen, bei denen die Löslichkeit kaum steigt oder sogar sinkt. Bei Gasen verhält es sich umgekehrt: Mit steigender Temperatur nimmt ihre Löslichkeit ab, weshalb warme Getränke schneller ausgasen. Zusätzlich hängt die Gaslöslichkeit vom Druck ab, was das Henry-Gesetz beschreibt. Sprudelwasser enthält unter Flaschendruck deutlich mehr Kohlenstoffdioxid als bei Normaldruck; beim Öffnen entweicht das Gas sichtbar als Bläschen.

Konzentrationsangaben im Überblick
Die Konzentration beschreibt, wie viel gelöster Stoff in einer bestimmten Menge Lösung enthalten ist. Häufige Angaben sind Massenprozent, Volumenprozent und die Stoffmengenkonzentration in Mol pro Liter. Beim Verdünnen einer Lösung bleibt die Stoffmenge des gelösten Stoffes gleich, während das Volumen zunimmt; die Konzentration sinkt entsprechend. Für die Berechnung von Verdünnungen nutzt man die Beziehung zwischen Konzentration und Volumen vor und nach dem Verdünnen. Wichtig ist die Unterscheidung zwischen gesättigten Lösungen, in denen kein weiterer Stoff gelöst werden kann, und ungesättigten Lösungen mit Lösungskapazität.

Übersättigte Lösungen und Kristallisation
Eine übersättigte Lösung enthält mehr gelösten Stoff, als der Löslichkeit bei der jeweiligen Temperatur entspricht. Sie entsteht, wenn eine heiße gesättigte Lösung langsam abkühlt und der überschüssige Stoff nicht sofort ausfällt. Solche Lösungen sind instabil: Störungen wie Kratzen an der Gefäßwand, ein Impfkristall oder Erschütterungen können die Kristallisation auslösen. Das Prinzip wird in der Chemie und Technik genutzt, etwa beim Züchten von Kristallen oder bei Wärmekissen, die durch Kristallisation einer Salzlösung Wärme abgeben. Beim Erhitzen lässt sich der Vorgang umkehren.