Wasser als Lösemittel

Wasser als Lösungsmittel – Chemie

Die Bedeutung des Wasser $(\ce{H2O})$ als Lösungsmittel ist sehr groß. Doch was ist überhaupt ein Lösungsmittel? Und warum eignet sich Wasser als Lösungsmittel? Das wollen wir in diesem Text über Wasser als Lösungsmittel einfach erklären.

Was ist ein Lösungsmittel? – Definition

Lösungsmittel werden in der Chemie oft auch als Solvens und umgangssprachlich als Lösemittel bezeichnet.

Es entsteht eine Lösung aus mindestens zwei Stoffen, die nicht mehr voneinander unterschieden werden können. Einfach gesagt kannst du dir das an einem Beispiel aus dem Alltag vorstellen: Wenn du einen Tee zubereitest, gießt du heißes Wasser über den Teebeutel – das Wasser verfärbt sich. Einige Bestandteile aus dem Tee sind in das Wasser übergegangen. Neben dem Tee im Alltag findet man auch in der Natur Wasser als Lösungsmittel wieder. So ist zum Beispiel das Meersalz im Meerwasser gelöst.

Wasser als Lösungsmittel – Definition

Wasser hat eine besondere molekulare Struktur: Es ist ein Dipol. Das polare Wassermolekül $(\ce{H2O})$ besteht aus einem negativen Sauerstoff- $(\ce{O})$ und zwei positiven Wasserstoffatomen $(\ce{H2})$. Wasser ist somit ein polares Lösemittel. Diese wesentlichen Eigenschaften von Wasser sind der Grund dafür, dass Wasser ein gutes Lösemittel ist.

Doch welche Stoffe lösen sich überhaupt in Wasser?

Salze, Zucker und Alkohol sind Beispiele, bei denen Wasser gut als Lösungsmittel dient, während andere Stoffe wie Benzin oder Steine nicht im Wasser löslich sind. Warum das so ist, wollen wir uns nun genauer ansehen.

Wasser als Lösungsmittel – Salze

Warum ist denn Wasser nun ein gutes Lösemittel für Salze? Salze sind geladene Teilchen, die aus einem Ionengitter aufgebaut sind. Salze bestehen also aus verschiedenen geladenen Ionen. Beim Lösungsvorgang greift nun das Wassermolekül das Salz an und zieht die einzelnen Ionen aus dem Ionengitter. Dabei zieht die positive Seite des Dipols ein negatives Ion und die negative Seite des Dipols ein positives Ion an. Dieser Vorgang wird auch als Dissoziation bezeichnet. Das folgende Bild zeigt dir am Beispiel von Natriumchlorid $(\ce{NaCl})$, wie die Wassermoleküle die Ionen aus dem Ionengitter herauszieht.

Das Herausziehen der Ionen aus dem Ionengitter ist mit einem Energieaufwand verbunden. Diese wird als Gitterenergie bezeichnet und ist abhängig davon, aus welchen Ionen das Salz besteht.

Wasser als Lösungsmittel – Alkohol

Der bekannteste Alkohol ist Ethanol ($\ce{C2H6OH}$). Ethanol und Wasser sind vollständig miteinander vermischbar – also ist Wasser ein gutes Lösungsmittel für Ethanol. Doch woran liegt das? Der Grund dafür ist, dass sich zwischen den Sauerstoffatomen des Ethanols und den Wasserstoffatomen des Wassers sogenannte Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden. Das Gleiche passiert natürlich auch zwischen den Wasserstoffatomen des Ethanols und den Sauerstoffatomen des Wassers. Diese Wasserstoffbrücken kommen aufgrund der unterschiedlichen Partialladungen von Wasserstoff und Sauerstoff zustande. Im Ergebnis kommt es dann zu einer Auflösung von Ethanol in Wasser.

Wasser als Lösungsmittel – Zucker

Zuckermoleküle lassen sich in Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide unterteilen. Der Haushaltszucker (Saccharose) ist ein Disaccharid und besteht aus den Monosacchariden Glucose und Fructose.

Zucker sind chemisch betrachtet den Polyalkoholen zuzuordnen – sie besitzen also mehrere Hydroxygruppen $(\ce{OH})$. Nun kannst du dir sicher denken, warum Wasser ein gutes Lösemittel für Zucker ist. Aufgrund der vielen $\ce{OH}$-Gruppen bilden sich wie beim Alkohol Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen aus. Diese sorgen dafür, dass Zucker eine gute Löslichkeit in Wasser hat.

Nicht in Wasser lösliche Stoffe

Nun wissen wir, wieso sich Salz, Zucker und Alkohol gut in Wasser lösen. Aber wieso lassen sich Benzin, Sand und Öl nicht in Wasser lösen?

• Steine oder Mineralien sind in einem festen Kristallgitter angeordnet und besitzen eine hohe Gitterenergie. Wassermoleküle sind nicht in der Lage, die Teilchen voneinander zu trennen.
• Ölmoleküle sind unpolar, deshalb können sich die polaren Wassermoleküle nicht anlagern. Übrigens besitzt Öl außerdem eine geringere Dichte und schwimmt deshalb auf dem Wasser.
• Benzin besteht hauptsächlich aus Alkanen, Alkenen und aromatischen Kohlenwasserstoffen. Benzin ist deshalb unpolar und somit nicht mischbar mit Wasser.

Dieses Video

In diesem Video geht es um die Eigenschaft des Wassers als Lösemittel. Dabei wird genau hinterfragt, warum Wasser viele Stoffe lösen kann, aber nicht alle Stoffe gelöst werden können. Die Ursache hierfür ist auf der atomaren Ebene zu finden. Es werden hierzu die Wechselwirkungen von Wasser als Dipol mit anderen Strukturen wie einem Ionengitter, Alkohol und Polyalkohol beschrieben und verglichen. Alle diese Wechselwirkungen werden Schritt für Schritt erklärt und mithilfe von Zeichnungen unterstützt.

Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben und Arbeitsblätter zum Wasser als Lösungsmittel, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Viel Spaß!

Häufige Fragen zum Thema Wasser als Lösungsmittel