Was hat die Löslichkeit von Ionischen und Covalenten Verbindungen und die Polarität miteinander zu tun?

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2 Antworten

Um sowas zu verstehen muss man sich immer vor Augen halten, dass die Natur den energieärmsten Zustand (mit Einschränkungen, =>Entropie) anstrebt. Beim Lösungsvorgang heißt das: Man muss den Zustand der ungelösten Stoffe und den des Lösungsmittels betrachten.

Ein Ionenkristall ist schon mal ein relativ energiearmer Zustand: die Ionen nehmen Gitterplätze ein, wo sich die Ladungen schon in der Nähe gut neutralisieren. Das Wasser ist durch labile Wasserstoffbrücken auch schon auf einem relativ niedrigen EN-Niveau.

Damit sich ein Ionenkristall in Wasser löst, muss sich ein Gewinn durch die sog. HYDRATATIONSENERGIE ergeben: Negative Ionen werden durch mehrere Wasserstoffbrücken stabilisiert, positive duch die freien Elektronenpaare des Wassers. Dadurch ergibt sich um die Ionen herum eine sog. Hydrathülle, die of sogar aus mehreren Lagen besteht (hängt von der Ionengröße, ihrer Ladung und möglichen räumlichen Anordnung der Wassermoleküle um sie herum ab) Dieser Gewinn kann groß sein, dann löst sich ein Stoff gut (zB Alaun, KAl(SO4)2, KCl) oder gering sein (zB in BaSO4 ist das Kristallgitter so energiearm, dass es stabil bleibt und nur ein verschwindend geringer Teil in Lösung geht.

Ammoniak bildet ähnliche Brücken wie Wasser, hat aber nur EIN freies e-Paar am N. Mit manchen Atomen interagiert dieses sehr gut -besser als Wasser- weshalb sich zB AgCl, das in Wasser ausgefallen ist, in Ammoniak-Wasser wieder löst.

Polare Bindungen: Je polarer ein Stoff ist, dersto besser löst er sich in Wasser. Essigsäure bildet ausgeprägte Wasserstoffbrücken mit Wasser aus, daneben verschwindet die Energie, die der -CH3-Rest in das Brückensystem des Wassers "reisst". Bei CH2Cl2 ist dieser Effekt schon viel schwächer, ebenso beim Chloroform CHCl3, weshalb diese beiden Zwar jeweils etwas vom anderen aufnehmen, aber nicht vollständig mischbar sind. Tetrachlorkohlenstoff ist nach aussen ein symmetrisches Molekül, allerdings sind seine (aussen-)Elektronenwolken durch Verschiebung vom Kohlenstoff weg zu den Cl hin ein klein bisschen aufgeweitet und können ein ganz klein wenig H-Brücken bilden (als ziemlich diffuse Elektronen der 3. Schale allerdings nur schwach)

Bei beiderseits unpolaren Systemen (Benzin in Benzol oder Naphtalin in Benzin) trägt in erster Linie die Wärmebewegung zur Auflösung der energetisch kaum unterschiedenen Strukturen bei. 

Daten über diese Energien muss man abschätzen -so wie ich es hier gemacht habe-, Tabellenwerke sind m.W. öffentlich nur schwer zugänglich.

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1. Unter normalen Umständen korrekt, was nicht heißt, dass sich etwas in polaren Solventen lösen lassen muss, nur weil es polar ist.
2. Es existieren polare und unpolare kovalente Bindungen (e.g. H2O ist polar, weil Oxygenium eine höhere Elektronegativität als Hydrogenium aufweist; N2 ist apolar, da zwei Nitrogenium-Atome exakt die gleiche Elektronegativität aufweisen), es existieren keine apolaren Ionensubstanzen, da sich Ionensubstanzen durch Redoxreaktionen bilden, wobei Elektronen transferiert werden, wodurch die Reaktanten aufgeladen werden (positiv für Kationen und negativ für Anionen); kovalente Bindungen zwischen dem Kat- und dem Anion existieren allerdings nicht.
3. Die Polarität einer einzigen kovalenten Bindung lässt sich anhand der Differenz der Elektronegativitäswerte feststellen, wobei äußere Einflüsse ebenfalls eine erheblich Rolle spielen, beispielsweise die anderen Atome, die an eines der Atome, der zu betrachtenden Bindung binden.


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Kommentar von StefanieRegnal
30.08.2015, 14:18

danke! und aus welchen anderen gründen können sich die verbindungen denn noch in anderen stoffen auflösen?

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