Ein gelöster Stoff löst sich in einem Lösungsmittel auf, um eine Lösung zu bilden. Der gelöste Stoff ist normalerweise der kleinere Bestandteil der Lösung und bildet mit dem Lösungsmittel eine homogene Mischung. Wenn sich ein gelöster Stoff auflöst, ist er löslich, und ein Material kann in einigen Lösungsmitteln löslich sein, in anderen jedoch nicht. Die Löslichkeit misst, wie viel des gelösten Stoffes gelöst wird, und kann mit Temperatur und Druck variieren. Eine Lösung kann mehr als einen gelösten Stoff enthalten, und die gelösten Stoffe können miteinander oder mit dem Lösungsmittel reagieren, um neue Verbindungen zu bilden.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Ein gelöster Stoff ist das Material, das sich in einem Lösungsmittel auflöst, um eine homogene Mischung zu bilden, die als Lösung bezeichnet wird. Aus polaren Molekülen bestehende gelöste Stoffe lösen sich in polaren Lösungsmitteln auf, während unpolare Lösungsmittel unpolare gelöste Stoffe auflösen können. Wasser mit polaren Molekülen ist eines der stärksten Lösungsmittel, da es viele Materialien lösen kann, jedoch nicht unpolare Materialien wie Fette und Öle. In einer Lösung können mehrere gelöste Stoffe enthalten sein, die manchmal miteinander und mit dem Lösungsmittel reagieren.
Arten von gelösten Stoffen
Gelöste Stoffe können polare gelöste Stoffe sein, bei denen die Moleküle des gelösten Stoffes an entgegengesetzten Enden positive und negative Ladungen aufweisen, oder sie können mit neutralen Molekülen unpolar sein. Die Wissenschaft im Allgemeinen und insbesondere die Chemie beschäftigen sich mit beiden Typen, während sich die Biologie hauptsächlich für unpolare organische gelöste Stoffe interessiert. Die Unterscheidung ist wichtig, da polare Lösungsmittel normalerweise polare gelöste Stoffe lösen, während unpolare gelöste Stoffe sich nur in unpolaren Lösungsmitteln lösen. Die allgemeine Regel für Lösungsmittel und gelöste Stoffe lautet: „Gleiches löst sich auf“.
Ionische Verbindungen wie Natriumchlorid und polare kovalent gebundene Moleküle wie Ammoniak lösen sich in polaren Lösungsmitteln wie Wasser. Unpolare Moleküle wie Fette und Öle lösen sich in unpolaren Lösungsmitteln wie Tetrachlorkohlenstoff. Organische Moleküle wie Öle werden beim Mischen mit Wasser abgeschieden, während sich die meisten polaren gelösten Stoffe in organischen Lösungsmitteln nicht lösen.
Wie sich ein gelöster Stoff auflöst
Polare Moleküle haben ebenso wie polare Lösungsmittel polare kovalente oder ionische Bindungen. Wenn polare gelöste Stoffe mit polaren Lösungsmitteln gemischt werden, werden neue Bindungen zwischen dem gelösten Stoff und den Lösungsmittelmolekülen gebildet und sie vermischen sich auf molekularer Ebene, um die Lösung zu bilden.
Wasser ist beispielsweise ein polares Lösungsmittel und Natriumchlorid ist eine polare Verbindung mit einer ionischen Bindung. Wenn die beiden gemischt werden, zieht das negative Sauerstoffende des Wassermoleküls das positive Natriumion an, während das positive Wasserstoffende des Wassers das negative Chlorion anzieht. Diese neuen Bindungen sind stark genug, um die Natrium-Chlor-Ionenbindung zu brechen, und das Natriumchlorid-Molekül löst sich auf.
Wenn ein unpolares Molekül in Wasser platziert wird, bleiben die Wassermoleküle voneinander angezogen und verbinden sich nicht mit dem unpolaren Molekül, das sich dadurch nicht auflösen kann. Aber wenn das unpolare Molekül in ein unpolares Lösungsmittel gegeben wird, bilden alle unpolaren Moleküle schwache Bindungen und der unpolare gelöste Stoff kann sich auflösen.
Die Bedeutung von gelösten Stoffen
Gelöste Stoffe sind in Chemie und Biologie wichtig, da viele chemische Reaktionen Lösungen erfordern, bevor sie ablaufen können. Beim Auflösen kommen die gelösten Moleküle in engen Kontakt mit den Molekülen des Lösungsmittels oder denen anderer gelöster Stoffe. Wichtige chemische Reaktionen wie Säure-Base-, Neutralisations- und Fällungsreaktionen laufen in Lösungen, und viele biologische Prozesse und chemische Reaktionen in lebenden Organismen basieren auf gelösten Stoffen in Lösung. Ob sich ein Material auflöst und zu einem gelösten Stoff werden kann, ist oft entscheidend für die Bestimmung seiner Nützlichkeit für einen chemischen Prozess.