Wikijunior Die Elemente/ Lösungen

Lösung oder Gemisch ?

Salz löst sich in Wasser auf, aber ist es weg?

Bevor wir uns mit Lösungen beschäftigen, überlegen wir uns, was Lösungen von anderen Mischungen unterscheidet. Die Wissenschaft sagt: „Lösungen sind ein homogenes System, in dem die Moleküle völlig gleichmäßig verteilt sind.“ Klingt kompliziert, oder? Es gibt noch andere Gemischarten, machen wir mal zwei Experimente:

Versuch mal, etwas Sand in einem Glas mit viel Wasser aufzulösen – es wird nicht klappen. Du kannst noch so viel umrühren, der Sand verschwindet nicht. Wenn du das Ganze durch einen Kaffeefilter laufen lässt, bleibt der Sand im Filter, und das Wasser wird unten rauslaufen (Frag aber deine Eltern, bevor du es zu Hause ausprobierst, irgendjemand muss das auch wieder saubermachen!)

Nun schütten wir etwas Salz (etwa ein oder zwei Esslöffel) in ein Glas mit Wasser. Jetzt noch etwas umrühren – und das Salz ist verschwunden. Aber es ist nicht wirklich weg! Das Wasser schmeckt jetzt salzig, oder? Das Salz hat sich sehr, sehr fein im Wasser verteilt – es hat sich aufgelöst.

Was ist nun ein „homogenes System“? – Das bedeutet, dass jeder Teil des Systems, jeder noch so kleine Tropfen, völlig gleich ist, in seinen Eigenschaften und in seiner Zusammensetzung. Wasser und Salz sind jetzt EIN Stoff.

Das Gegenteil heißt „heterogenes System“. – Das Wasser hat den Sand nicht aufgelöst. Du kannst die Sandkörner noch gut erkennen. Oder sagen wir, es gibt eine Grenze zwischen Sandkorn und Wasser. Diese Grenze heißt Grenzfläche. Auf der einen Seite der Grenze finden wir Sand, auf der anderen Wasser. Bei Lösungen gibt es diese Grenzfläche nicht.

Was gibt es für Lösungen?

Es gibt sehr viel Arten von Lösungen. Feste Dinge können sich in flüssigen auflösen (Salz und Wasser). Flüssigkeiten können auch Gase lösen. Willst du wissen, wie Fische im Wasser atmen? – Mit ihren Kiemen ziehen sie Sauerstoff aus dem Wasser. Man kann auch zwei feste Stoff ineinander auflösen. Dazu muss man sie erst schmelzen und mischen. Wenn sie wieder kalt und fest sind, sind sie ein Stoff. Das wird mit Metallen so gemacht, und das passiert mit Steinen in einem Vulkan.

Was passiert beim „Auflösen“?

Fragst du dich, was mit dem Salz in dem Wasserglas passiert ist? Wie gesagt, es ist jetzt sehr, sehr fein verteilt. Das Salz ist in sehr kleine Stücke zerfallen, die nun überall gleichmäßig im Wasser herumschwimmen. Willst du wissen wie groß diese Stückchen sind? – Hast du schon mal etwas von Atomen und Molekülen gehört? (Darüber gibt es ein extra Kapitel)

Atome sind Millionen mal kleiner als ein Millimeter. Sie sind die kleinsten Bausteine, aus den Materie besteht. Moleküle sind Verbindungen dieser Atome. Ein Salz-Molekül besteht aus einem Natrium-Atom und einem Chlor-Atom, in der Chemie heißt Salz deshalb Natriumchlorid. Als sich die beiden Atome verbunden haben, ist noch mehr passiert: Das Natrium-Atom hat eines seiner Bausteine, nämlich ein Elektron, an das Chlor-Atom abgegeben. Dadurch sind sie zu Ionen geworden.

Wenn sich das Salz im Wasser auflöst, bricht die Ionen-Verbindung auf. Das Natrium-Ion schwimmt frei im Wasser, genauso wie das Chlor-Ion mit dem Elektron vom Natrium.

Was kann alles Lösungen beeinflussen?

Die Fähigkeit eines Stoffes (z.B. Salz), sich in einem Lösungsmittel (Wasser) aufzulösen, heißt Löslichkeit. Es gibt viele Möglichkeiten, die Löslichkeit zu beeinflussen. Temperatur ist ein ganz wichtiger Faktor. Je heißer das Wasser ist, um so mehr Salz kann sich darin auflösen, aber um so weniger Gase können gelöst werden. Wenn Wasser in einem Topf zum Kochen gebracht wird, fängt es bei 50 bis 60 °C an, stark zu blubbern. Was da blubbert, das sind gelöste Gase, die sich nicht mehr im Wasser halten können. Noch bevor das Wasser richtig zu kochen anfängt, ist auf einmal Ruhe, alle Gase sind aus dem Wasser entwichen.

Sei vorsichtig, wenn du mit heißem Wasser experimentierst!
Am besten, du machst es gemeinsam mit deinen Eltern.

Auch der Luftdruck ist wichtig: Je höher der Druck ist, umso mehr Gase können gelöst werden. Das kannst du sehr schön bei einer Flasche mit Mineralwasser oder Limonade mit Kohlensäure beobachten: Solange die Flasche zu ist, herrscht darin ein etwas höherer Druck als außerhalb. Wenn du den Deckel aufmachst, zischt es, der Druck entweicht – und weil der Druck jetzt weg ist, können die Gase der Kohlensäure aus dem Getränk entweichen. Das siehst du an den vielen Bläschen, die plötzlich aufsteigen.

Ein Experiment: Salzkristalle züchten

Was brauchen wir? heißes Wasser Salz eine flache Schale aus Glas viel Geduld Wie wird es gemacht? Erhitze Wasser in einem Kochtopf oder besser mit einem Wasserkocher. (Vorsicht beim Kochen, lass dir von deinen Eltern helfen.) Fülle 100 Milliliter in eine flache Schale. Sie sollte aus Glas sein. Nun gib etwa drei Esslöffel Salz in das Wasser und rühr es solange um, bis sich das Salz aufgelöst hat. Stell die Schale an einen warmen Platz, z.B. auf die Heizung oder auf den Kamin. Jetzt heißt es warten ... Was passiert? Das Wasser wird nach und nach verdunsten, und weil immer weniger Wasser da ist, wird das Salz wieder zu festen Salzkristallen. Kristalle haben eine feste Struktur, bei Kochsalz ist das ein Würfel. Weil das Salz viel Zeit zur Kristallisation hat, werden schöne, große Kristalle wachsen. Nach einem Tag wirst du sehen, dass schon etwas weniger Wasser da ist. Dafür ist an der Wasseroberfläche eine Schicht Salz entstanden. In zwei oder drei Tagen wird das ganze Wasser verschwunden sein, und übrig bleiben die Salzkristalle.

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