Sie hören vielleicht, dass Wasser das universelle Lösungsmittel genannt wird. Hier ist ein Blick darauf, ob dies wahr ist und warum Wasser so gut darin ist, andere Verbindungen zu lösen.
Polarität macht Wasser zu einem großartigen Lösungsmittel
Wasser löst mehr Verbindungen als jedes andere Lösungsmittel. Der Hauptgrund, warum Wasser ein großartiges Lösungsmittel ist, ist, dass es ein polares Molekül ist. Das bedeutet, dass Wasser ein neutrales Atom ist, aber ein Teil hat eine teilweise positive Ladung und ein anderer Teil hat eine teilweise negative Ladung. Ein Wassermolekül hat eine gebogene Form mit einem Winkel von 104,5 Grad zwischen den beiden Wasserstoffatomen, was die Polarität verursacht. Die beiden Wasserstoffatome jedes Wassermoleküls haben eine teilweise positive Ladung, während das Sauerstoffatom eine teilweise negative Ladung hat. Polare Moleküle lösen sich leicht in Wasser, weil der positive Teil des polaren Moleküls vom Sauerstoffatom angezogen wird, während der negative Teil vom Wasserstoffatom angezogen wird.
Zusätzlich zur Polarität ist Wasser ein hervorragendes Lösungsmittel, weil es amphoter ist. Das bedeutet, dass Wasser sowohl als Säure als auch als Base wirken kann. Die Amphoterie macht Wasser zu einem besseren Lösungsmittel als die meisten anderen polaren Moleküle.
Beispiel: Lösen von Salz in Wasser
Betrachten Sie zum Beispiel, wie sich gewöhnliches Kochsalz (NaCl) in Wasser auflöst. Salz ist eine ionische Verbindung, die sich in ein Natriumion (Na+) und ein Chlorion (Cl-) auflöst. Wenn Sie Salz in Wasser einrühren, richten sich die Wassermoleküle so aus, dass die negativ geladenen Sauerstoffatome den positiv geladenen Natriumatomen im Salz gegenüberstehen, während die positiv geladenen Wasserstoffatome den negativ geladenen Chloratomen gegenüberstehen. Die Ionenbindung ist eine starke chemische Bindung, aber die Wirkung aller Wassermoleküle reicht aus, um die Natrium- und Chloratome auseinander zu ziehen. Einmal getrennt, verteilen sich die Ionen gleichmäßig und bilden eine chemische Lösung.
Dies bringt einen wichtigen Punkt über Lösungsmittel zur Sprache. Ihre Aktivität hängt von der Temperatur ab. Wenn Sie Salz in Eiswasser geben, löst sich nur sehr wenig. Wenn Sie Salz in kochendes Wasser geben, löst sich viel mehr Salz auf. Eine Erhöhung der Temperatur steigert typischerweise die Wirksamkeit eines Lösungsmittels, weil dadurch die kinetische Energie der Teilchen erhöht wird. Mehr kinetische Energie führt zu mehr Wechselwirkung zwischen den Teilchen, so dass die Auflösung schneller erfolgt.
Warum Wasser nicht wirklich ein universelles Lösungsmittel ist
Wasser löst polare Moleküle, darunter Salze, Zucker, viele Gase, Proteine, einfache Alkohole und DNA. Aber es ist kein universelles Lösungsmittel, weil es hydrophobe oder unpolare Moleküle wie Fette, Öle, einige Hydroxide und die meisten Metalloxide, Silikate und Sulfide nicht auflösen kann.
Es gibt kein wahres universelles Lösungsmittel. Die Alchemisten suchten eine solche Verbindung, die sie Alkahest nannten. Ein Problem mit einem universellen Lösungsmittel wäre seine Fähigkeit, jedes Gefäß aufzulösen. Die Alchemisten umgingen dieses Problem, indem sie behaupteten, Alkahest könne nur Verbindungen und keine Elemente auflösen. Natürlich gibt es eine solche Substanz nicht, aber die Alchemisten fanden nützliche Lösungsmittel, wie z. B. Kalilauge in Alkohol.
- Ball, Philip (2001). Life’s Matrix : A Biography of Water (1st ed.). Farrar, Straus, and Giroux. ISBN 9780520230088.
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- Franks, Felix (2007). Water : A Matrix of Life (2nd ed.). Royal Society of Chemistry. ISBN 9781847552341.