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Wasser als Lösemittel 05:03 min

Textversion des Videos

Transkript Wasser als Lösemittel

Guten Tag und herzlich willkommen!

Dieses Video heißt "Wasser als Lösemittel".

Die Kraft des Wassers als Lösemittel benötigen wir tagein, tagaus, zum Beispiel, wenn wir uns einen Tee zubereiten. Man sieht richtig, wie einige Stoffe des Tees in Lösung gehen. Das Wasser verfärbt sich. Nach einigen Minuten sieht das Wasser so aus. Es ist offensichtlich so, dass Bestandteile des Tees vom Wasser gelöst werden.

Wasser ist ein gutes Lösemittel für viele Stoffe: für Salz, Zucker und Alkohol. Andere Stoffe hingegen, wie zum Beispiel Benzin oder bestimmte Steine, werden vom Wasser nicht gelöst. Und wir haben uns wieder der Frage nach dem Warum zu stellen.

Beginnen wir unsere Überlegungen mit dem Salz. Salz ist aus einem Ionengitter aufgebaut, das aus verschiedenen geladenen Ionen besteht. Wenn Wassermoleküle, die Dipole bilden, welche positive und negative Enden haben, dieses Salz angreifen, so werden aus dem Salzgitter die einzelnen Ionen herausgelöst. Das ist durch die unterschiedlichen Ladungen möglich, die sich am Dipolmolekül des Wassers befinden. Die positiven Ladungsschwerpunkte gehen zu den negativen Ionen, siehe oben. Die negativen Ladungsschwerpunkte gehen zu den positiv geladenen Ionen, siehe unten. Dadurch wird Salz im Wasser aufgelöst. Warum tritt dieser Vorgang bei bestimmten Steinen oder Mineralien nicht ein? Der Grund darin besteht, dass deren Gitterenergie im Ionengitter einfach für den Auflösungsprozess zu groß ist.

Kommen wir nun zum Alkohol. Warum ist Alkohol mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar? Alkohol ist Ethanol. Ich habe ein Ethanolmolekül unten eingezeichnet. An dieses Ethanolmolekül kann sich in Lösung ein Wassermolekül derart anordnen, wie ich es rechts daneben blau darstelle. Neben dem Wassermolekül kann sich wieder ein Ethanolmolekül anlagern und daneben wieder ein Wassermolekül und daneben wieder ein Ethanolmolekül und so weiter. Wasser und Ethanolmoleküle können sich richtig miteinander vermischen, sie bilden eine Lösung. Das heißt, Wasser ist für Ethanol ein gutes Lösungsmittel. Die Ursache darin besteht, dass es zu einer Anziehung zwischen den Sauerstoffatomen O und den Wasserstoffatomen H kommt. Ich habe diese Anziehung einmal durch diese roten Striche gekennzeichnet. Was ist die Ursache für diese Anziehung? Der Effekt wird mit dem Begriff Wasserstoffbrückenbindung beschrieben. An den Sauerstoffatomen befinden sich negative Partialladungen im Ergebnis einer relativ hohen Elektronegativität. An den Wasserstoffatomen sind diese Partialladungen positiv, da deren Elektronegativität geringer ist. Dadurch kommt es zu einer Positiv-negativ-Orientierung und es bildet sich eine lange Kette aus Wasserstoffbrückenbindungen heraus. Im Ergebnis kommt es zu einer Auflösung von Ethanol in Wasser. Wasser ist für Ethanol ein Lösemittel.

Wie sieht es nun mit Zucker aus? Wir wollen die Zuckerformel hier nicht aufschreiben, ich möchte nur so viel sagen: Zucker ist ein Polyalkohol. Zucker enthält einige Hydroxylgruppen, OH, verhält sich daher ähnlich, was die Lösefähigkeit in Wasser betrifft, wie ein Alkohol. Das erklärt, warum man Zucker gut in Wasser lösen kann.

Wie verhält es sich nun mit Benzin? Nun ja, das Benzinmolekül enthält keinerlei Hydroxylgruppen, OH. Und daher ist Benzin mit Wasser praktisch nicht mischbar. Wasser ist kein Lösemittel für Benzin.

Ich hoffe, ich konnte ein wenig Licht in das Dunkel der Lösemitteltheorie bringen.

Ich wünsche euch alles Gute, auf Wiedersehen!

6 Kommentare
  1. Dnke. Das Video ist für alle geeignet, die unvoreingenommen beginnen, Naturwissenschaft zu lernen.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 5 Jahren
  2. Gutes Video auch für Schüler ! ^^

    Von Dr Bschreier, vor fast 5 Jahren
  3. Danke für das Video! Gut erklärt und richtig schöne Schrift!

    Von Philippbande, vor mehr als 5 Jahren
  4. wie kann man denn eine nachricht an sofatutor schicken?

    Von Prayer Koesters, vor mehr als 6 Jahren
  5. Bitte an sofatutor direkt mit der Bitte!

    Von André Otto, vor mehr als 6 Jahren
  1. Können Sie bitte ein Video zur Gitterenergie an sich erstellen, Vielen Dank!

    Von Prayer Koesters, vor mehr als 6 Jahren
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Wasser als Lösemittel Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Wasser als Lösemittel kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe den Lösungsvorgang eines Salzes.

    Tipps

    Salze können dissoziieren, sie liegen dann in Ionen vor.

    Lösung
    1. Salze liegen in einem Gitter vor. Dabei ziehen sich die positiv geladenen Kationen und die negativ geladenen Anionen an.
    2. Wasser ist ein Dipolmolekül. Dieses Molekül hat einen negativen und einen positiven Ladungsschwerpunkt, wobei sich der positive Schwerpunkt an die Anionen und der negative Schwerpunkt an die Kationen anlagern kann.
    3. Somit wird das Ionengitter langsam vom Wasser aufgelöst.
    4. Die Ionen liegen im gelösten Zustand frei voneinander vor, man spricht auch davon, dass das Salz dissoziiert ist. Die Wassermoleküle haben sich dann komplett an die Ionen angelagert.
  • Entscheide, welche Stoffe sich in Wasser lösen.

    Tipps

    Getränke bestehen aus einem großen Teil aus Wasser. Inhaltsstoffe, die außerdem noch in Getränken enthalten sind, müssen sich also in Wasser lösen.

    Lösung

    Wasser ist ein gutes Lösungsmittel und viele Dinge in deiner Umgebung lösen sich in Wasser. Gerade bei Lebensmitteln, die zu einem großen Teil aus Wasser bestehen, sollten sich natürlich auch die anderen Inhaltsstoffe in Wasser lösen. Steine lösen sich nicht in Wasser. Das kannst du gut in der Natur beobachten, wenn Steine in Flüssen und Seen zu finden sind. Auch Benzin löst sich nicht in Wasser.

  • Erkläre, worauf der Lösungsvorgang bei Ethanol beruht.

    Tipps

    Gegensätzliche Ladungen ziehen sich an.

    Lösung

    Wasser und Ethanol sind recht ähnlich aufgebaut. Sie besitzen beide eine OH-Gruppe. Im Wassermolekül ist sie gebunden an ein H, im Ethanol gebunden an einen organischen Kohlenwasserstoffrest:

    $ \begin{split} HO-H \\ HO-C_2H_5 \end{split}$

    An diesen Gruppen bilden sich Partialladungen aus. Der elektronegativere Sauerstoff erhält eine negative Partialladung und der elektropositivere Wasserstoff eine positive Partialladung. Da sich positive und negative Ladungen anziehen, bilden sich Bindungen, sogenannte Wasserstoffbrückenbindungen, zwischen den einzelnen Molekülen aus. Sie ziehen sich also gegenseitig an und lassen sich daher gut miteinander mischen.

  • Bestimme die Stoffe, die sich in Wasser lösen lassen.

    Tipps

    Überlege dir, wofür du die einzelnen Dinge verwendest und ob sie dabei in Wasser gelöst werden.

    Lösung

    Überlege dir, ob du schon einmal die einzelnen Stoffe in Wasser lösen konntest.

    • Sand lässt sich nicht in Wasser lösen, das kannst du gut am Strand beobachten.
    • Auch Metalle, wie Kupfer oder Eisen, lassen sich nicht in Wasser lösen.
    • Öl ist auch wasserunlöslich. Vielleicht hast du ja mal versucht, beides zu vermischen. Das Öl setzt sich immer wieder als Film auf dem Wasser ab.
    • Brausepulver lässt sich dagegen gut lösen. Eine Komponente im Brausepulver ist das Salz Natriumhydrogencarbonat.
    • Auch Tinte lässt sich gut lösen, da sie selbst hauptsächlich aus Wasser und einem Farbstoff besteht.
    • Seife löst sich auch in Wasser. Das lässt sich gut beim Waschen beobachten.

  • Erkläre das Lösen von Kochsalz in Wasser.

    Tipps

    Das Salz liegt im Wasser in seinen Ionen vor.

    Lösung

    Als Kochsalz wird das Salz Natriumchlorid bezeichnet. Dieses Salz besteht aus positiv geladenen $Na^+$-Kationen und negativ geladenen $Cl^-$-Anionen. Diese sind in einem Ionengitter regelmäßig angeordnet. Wird Salz nun in Wasser gegeben, greifen die Wassermoleküle (Dipolmoleküle) genau an diesen Ladungen an. Dabei richten sich die positiven Ladungsschwerpunkte des Wassers zu den Anionen aus und die negativen Ladungsschwerpunkte zu den Kationen. Das Ionengitter wird so langsam aufgelöst und die Wassermoleküle lagern sich um die gesamten Ionen an. Damit ist das Salz im Wasser gelöst.

  • Entscheide, ob ein Lösungsvorgang stattgefunden hat.

    Tipps

    Reines Wasser ist farblos.

    Lösung

    Manchmal lösen sich Stoffe nicht vollständig in Wasser. Wenn du einen farblosen Feststoff lösen willst, kannst du also nur schlecht erkennen, ob er sich zum Teil gelöst hat oder nicht. Bei farbigen Verbindungen ist das einfacher. Auch wenn nicht der gesamte Feststoff in Lösung geht, kannst du erkennen, ob sich ein Teil gelöst hat, weil sich das Wasser verfärbt. So ist es auch bei Tee und Kaffee. Ein Teil löst sich im Wasser und färbt es braun. Wenn du allerdings einen farbigen Feststoff ins Wasser gibst und sich das Wasser nicht verfärbt, dann löst sich auch der Feststoff nicht. Auch Flüssigkeiten sind manchmal in Wasser löslich und manchmal unlöslich. Erkennen lässt sich das an der Phasengrenze zwischen den Flüssigkeiten. Kannst du eine Phasengrenze erkennen und bleibt das Wasser farblos, dann lösen sich die Flüssigkeiten nicht. Kannst du keine Phasengrenze erkennen, ist die Flüssigkeit in Wasser löslich.