Inhalt
- Gleiches löst Gleiches
- Wasser und Kohlenwasserstofflösungsmittel
- Wasser und Öl
- Methanol- und Kohlenwasserstofflösungsmittel
Manche Flüssigkeiten mischen sich leicht wie perfekte Partner. Alkoholische Getränke wie beispielsweise Whisky, Wein und Bier sind Gemische aus Wasser und Alkohol. Andere Flüssigkeiten vermischen sich überhaupt nicht. Wenn Sie beispielsweise eine Flasche mit Öl und Wasser schütteln, können Sie diese mischen. Sobald Sie die Flasche wieder in das Regal stellen, trennen sich die beiden. Flüssigkeiten, die sich nicht mischen und vermischen, gelten als nicht mischbar.
Gleiches löst Gleiches
Ähnliches löst sich auf. Ähnliches ist eine einfache Faustregel, die Chemiker bei der Bewertung der Löslichkeit einer Verbindung in einem bestimmten Lösungsmittel anwenden. Dieselbe Regel gilt auch für die Bestimmung, ob zwei Flüssigkeiten mischbar sind. Die Regel hat damit zu tun, wie Atome Elektronen teilen. Sauerstoff und Stickstoff sind viel egoistischer als Kohlenstoff oder Wasserstoff, daher weisen Moleküle, die an Kohlenstoff oder Wasserstoff gebundenen Sauerstoff oder Stickstoff enthalten, Bereiche auf, in denen Elektronen ungleichmäßig geteilt werden. Dieser Teil des Moleküls soll polar sein. Regionen, die überwiegend aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, sind dagegen unpolar, weil die Elektronen hier gleichmäßiger geteilt werden. Ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom mit einem daran gebundenen Wasserstoffatom ist so polar, dass es schwache Bindungen, sogenannte Wasserstoffbindungen, mit Sauerstoff- oder Stickstoffatomen anderer Moleküle eingehen kann.
Gleiches löst sich wie gesagt auf, dass Flüssigkeiten sich wahrscheinlich gut mischen, wenn sie eine ähnliche Polarität und Wasserstoffbindungsfähigkeit haben. Je ähnlicher diese beiden Eigenschaften sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie sich gut mischen. Flüssigkeiten, die sich in Bezug auf diese Eigenschaften erheblich unterscheiden, sind dagegen wahrscheinlich nicht mischbar.
Wasser und Kohlenwasserstofflösungsmittel
Genau wie Sie es von einem Prinzip mit ähnlichen Lösungsmitteln erwarten, sind Lösungsmittel auf Wasser- und Kohlenwasserstoffbasis in der Regel nicht miteinander mischbar. Übliche Beispiele sind Hexan (C6H14), Toluol (C7H8) und Cyclohexan (C6H12). Benzin ist ein Gemisch aus Kohlenwasserstofflösungsmitteln wie Hexan, weshalb sich Benzin und Wasser nicht vermischen. Toluol ist ein verbreitetes Lösungsmittel in Farbverdünnern und anderen Industriechemikalien, das sich normalerweise auch schlecht mit Wasser mischt.
Wasser und Öl
Das vielleicht häufigste Beispiel für nicht mischbare Flüssigkeiten sind Öl und Wasser. Pflanzenöle werden aus Fetten hergestellt; diese enthalten Sauerstoffatome als Teil einer sogenannten Estergruppe, aber an die Sauerstoffatome sind keine Wasserstoffatome gebunden; Während diese Sauerstoffatome Wasserstoffbindungen akzeptieren können, haben sie keinen Wasserstoff, den sie zur Bildung einer Wasserstoffbindung mit einem anderen Molekül verwenden können. Auch der überwiegende Teil des Fettmoleküls ist Kohlenwasserstoff, so dass der größte Teil des Moleküls unpolar ist. Deshalb neigen Fettmoleküle dazu, sich sehr schlecht mit Wasser zu vermischen.
Methanol- und Kohlenwasserstofflösungsmittel
Genau wie Wasser sind andere hochpolare Lösungsmittel mit reinen Kohlenwasserstofflösungsmitteln nicht mischbar. Hexan zum Beispiel vermischt sich nicht mit hochpolarem Methanol (CH 3 OH) oder Eisessig (C 2 H 4 O 2), da es mit diesen Molekülen keine Wasserstoffbrückenbindungen eingehen kann und zu unpolar ist. Dimethylsulfoxid ist ein weiteres polares Lösungsmittel, das sich gut mit Wasser mischt, sich jedoch nicht mit Hexan oder Cyclohexan und anderen gebräuchlichen Kohlenwasserstofflösungsmitteln mischt.