Gesättigte Lösungen und Löslichkeitskurven

Wenn wir etwas Zucker in ein Glas Wasser mischen, bilden Wasser und Zucker ein homogenes Gemisch – eine Lösung. Eine Lösung besteht immer aus mindestens zwei Stoffen – ein Lösungsmittel und ein gelöster Stoff, der sich darin auflöst. Mal sehen, was passiert, wenn wir weiterhin Zucker zu diesem Glas Wasser hinzufügen. Die ersten paar Löffel lösen sich leicht auf. Aber mit der Zeit, lösen sich die Zuckerkristalle nicht mehr auf.

Stattdessen sinken sie zu Boden. In dieser Wassermenge kann sich kein Zucker mehr auflösen. Die Lösung ist gesättigt. Es gibt immer eine Grenze, wie viel von einem bestimmten gelösten Stoff sich in einer bestimmten Menge Lösungsmittel auflöst. Die maximale Menge an gelöstem Stoff, die sich in einer bestimmten Menge Lösungsmittel auflösen kann ist als Löslichkeit des gelösten Stoffes bekannt.

Gibt es eine Möglichkeit, noch mehr Zucker in diesem Glas Wasser aufzulösen? Versuchen wir, es zu erwärmen und schauen was passiert! Schau! Der kleine Zuckerhaufen auf dem Boden, der sich vorher nicht auflöste, verschwindet mit steigender Temperatur. Die maximale Menge an Zucker, die sich in kaltem Wasser auflöst, unterscheidet sich von der Menge, die sich in heißem Wasser löst.

Die Löslichkeit eines Stoffes kann sich je nach Temperatur ändern. Schauen wir uns diese Grafik an. Die vertikale Achse zeigt die Menge an gelöstem Stoff pro 100 g Wasser – von 0 g bis 500 g. Die horizontale Achse zeigt die Temperatur – von 0 bis 100 °C. Diese Linie hier zeigt die Löslichkeit von Zucker.

Bei 0 Grad Celsius, ist die Löslichkeit von Zucker mit 180 g angegeben. Das bedeutet, dass bei 0 °C die Zuckerwasserlösung gesättigt ist, sobald 100 g Wasser und 180 g Zucker gemischt werden. Wenn du mehr Zucker hinzufügst, löst er sich nicht mehr. Aber wenn du die Temperatur erhöhst, ändert sich die Löslichkeit. Die Menge an gelöstem Zucker nimmt zu.

Bei 20 °C sind es etwa 200 g, bei 40 °C sind es etwa 220 g. Bei 60 °C, kannst du 300 g Zucker auflösen in 100 g Wasser. Und bei 100 °C sind es fast 500 g! Grafiken wie diese, die die Beziehung zwischen der Temperatur und der Löslichkeit eines Stoffes zeigen, sind als Löslichkeitskurven bekannt. Schauen wir uns die Löslichkeitskurve für eine andere Substanz an: Kochsalz.

Bei 0 °C, kannst du etwa 35 g Salz in 100 g Wasser auflösen, und bei 100 °C, etwa 40 g. Lass uns diese Kurve auf denselben Graphen wie bei der Zuckerwasserlösung übertragen. Jetzt können wir ganz einfach vergleichen, wie viel von jeder Substanz sich bei einer bestimmten Temperatur auflöst. Die Kurve für Zucker beginnt höher und steigt steiler an, während die Kurve für Salz nahezu flach ist. Daraus können wir schließen, dass sich Zucker leichter in Wasser auflöst als Salz.

Um zusammenzufassen, wir haben gelernt, die Löslichkeit ist die maximale Menge an gelöstem Stoff, die sich in einer bestimmten Menge Lösungsmittel auflösen kann. Löslichkeit ändert sich je nach Temperatur, was wir mit einer Löslichkeitskurve zeigen können. Indem mehr als eine Löslichkeitskurve in der gleichen Grafik dargestellt wird, können wir die Löslichkeit von verschiedenen gelösten Stoffen im gleichen Lösungsmittel vergleichen.