Lösungsvorgänge

Lösungsvorgänge bezeichnen den Prozess, bei dem ein Stoff in einem Lösungsmittel gelöst wird und so ein homogenes Gemisch entsteht. Dabei spielen intermolekulare Kräfte, Lösungsenthalpie und die Bereitschaft des Lösungsmittels zur Solvatation eine zentrale Rolle. Grundsätzlich unterscheidet man physikalische Lösungsvorgänge, bei denen der Stoff nicht chemisch reagiert, von chemischen Lösungsvorgängen, bei denen Reaktionen wie Komplexbildung oder Protonierung auftreten können.

Die Löslichkeit beschreibt die maximal mögliche Menge eines gelösten Stoffs in einem bestimmten Lösungsmittel bei gegebenen Bedingungen. Thermodynamisch wird der Prozess durch ΔH, ΔS und die Gibbs‑freie Energie ΔG = ΔH − TΔS gesteuert. Ein Lösungsvorgang ist spontan, solange ΔG negativ ist. Für viele feste Stoffe in Flüssigkeiten ist das Lösen endotherm (ΔH > 0) und die Löslichkeit steigt mit der Temperatur. Bei Gasen in Flüssigkeiten ist typischerweise eine Abnahme der Löslichkeit mit steigender Temperatur zu beobachten, während Druckerhöhung die Löslichkeit gasförmiger Stoffe erhöht.

Der Mechanismus besteht meist aus zwei Schritten: Zerstörung des Gitters oder der festen Struktur des gelösten Stoffs und anschließende Solvation bzw. Hydration der gelösten Teilchen durch das Lösungsmittel.

Die Geschwindigkeit des Lösungsprozesses wird durch Diffusion, Oberflächenbereich, Störung und die Viskosität des Mediums bestimmt. Bei unlöslichen oder schwer löslichen Stoffen spielen das Löslichkeitsprodukt (Ksp) und der gemeinsame Ionen‑Effekt eine wichtige Rolle.

Anwendungen des Lösungsvorgangs finden sich in der Pharmazie, Umwelttechnik, Lebensmittelchemie und Industrie, etwa bei der Formulierung von Arzneimitteln, der Entsalzung, der Abwasserreinigung oder der Prozesskristallisation.