Löslichkeit verstehen: Sättigung und Einflussfaktoren

Gibst du einen Stoff in eine Flüssigkeit, kann eine gleichmäßige Mischung entstehen. Die Flüssigkeit heißt Lösungsmittel, der hineingegebene Stoff gelöster Stoff. Die Mischung heißt Lösung. Eine Angabe wie „gut löslich“ beschreibt nur einen Eindruck. Eine Zahl mit Einheit und Bezugsmenge, etwa Gramm Stoff pro 100 Gramm Wasser, beschreibt die Menge genauer. Die Bezugsmenge sagt, auf wie viel Wasser sich die Zahl bezieht. „Unlöslich“ heißt im Schulalltag meist: Es löst sich nur sehr wenig.

Beim Lösen trennen sich winzige Teilchen und verteilen sich. In Wasser werden die geladenen Teilchen eines Salzes voneinander getrennt und von Wasser umgeben. Zuckerteilchen bleiben dagegen als ganze Teilchen erhalten. Unsichtbare Teilchen sind nicht verschwunden. Beim bloßen Lösen muss kein neuer Stoff entstehen.

Bei gleichen Bedingungen kann sich in einer bestimmten Menge Lösungsmittel nur eine begrenzte Menge eines Stoffes lösen. Ungesättigt bedeutet: Mehr kann sich noch lösen. Gesättigt bedeutet: Die Grenze ist erreicht. Übersättigt bedeutet: Vorübergehend ist mehr gelöst, als bei diesen Bedingungen auf Dauer gelöst bleiben kann. Ein kleiner Kristall kann dann die Kristallbildung starten.

Liegt neben einer gesättigten Lösung noch ungelöster Stoff, gehen an seiner Oberfläche in derselben Zeit genauso viele Teilchen in Lösung, wie sich wieder anlagern. Die gelöste Menge bleibt dadurch gleich. Das heißt Gleichgewicht. Ein Bodensatz kann auf Sättigung hinweisen, wenn genug Zeit vergangen ist. Er kann aber auch auftreten, weil ein Stoff sich sehr langsam löst.

Wie viel sich lösen kann, hängt vom Stoff, von der Flüssigkeit und von den Bedingungen ab. Kochsalz löst sich gut in Wasser, Öl dagegen kaum. Die Faustregel „Ähnliches löst sich eher in Ähnlichem“ hilft bei einer ersten Vermutung. Teilchen mit ungleich verteilter elektrischer Ladung passen oft gut zu Wasser. Doch die Regel hat Ausnahmen. Auch die Größe der kleinsten Stoffteilchen kann wichtig sein. Bei manchen Stoffen zählt außerdem, wie sauer die Flüssigkeit ist. Nur Messwerte für das Stoffpaar geben eine verlässliche Antwort.

Bei vielen festen Stoffen löst sich in warmem Wasser mehr als in kaltem. Bei manchen ist es umgekehrt. Gase bleiben in warmen Flüssigkeiten häufig schlechter gelöst. Für Gase zählt auch der Druck des jeweiligen Gases über der Flüssigkeit: Bei gleicher Temperatur kann mehr davon gelöst bleiben, wenn dieser Druck steigt. Das gilt gewöhnlich für wenig gelöstes Gas. Mehr Druck durch ein anderes Gas bewirkt das nicht. Bei sehr hohem Druck oder wenn Stoffe miteinander reagieren, reicht diese einfache Regel nicht. Für feste und flüssige Stoffe hat Druck unter gewöhnlichen Bedingungen meist weniger Einfluss.

Lösungsgeschwindigkeit sagt, wie schnell sich ein Stoff löst. Rühren bringt frisches Wasser an den Stoff, Zerkleinern vergrößert die Oberfläche. Beides kann das Lösen beschleunigen. Bei sonst gleichen Bedingungen erhöhen sie gewöhnlich nicht die Menge, die am Ende gelöst bleiben kann. Erwärmen kann das Tempo und, je nach Stoff, auch diese Menge ändern. Vergleiche darum nur Angaben unter denselben Bedingungen.