Was ist ein universelles Lösungsmittel in der Chemie?

Um das Konzept des universellen Lösungsmittels oder Lösungsmittels zu verstehen, muss zunächst geklärt werden, was ein Lösungsmittel ist. In der Chemie ist ein Lösungsmittel jede feste, flüssige oder gasförmige Substanz, die in der Lage ist, andere Substanzen, sogenannte gelöste Stoffe, aufzulösen, um so eine homogene Mischung zu bilden, die als Lösung bezeichnet wird. Technisch gesehen ist das Lösungsmittel derjenige Stoff, der in einer Lösung am meisten vorkommt, während alle anderen Komponenten als gelöste Stoffe betrachtet werden. Die häufigste Verwendung des Begriffs Lösungsmittel bezieht sich jedoch auf eine flüssige Substanz , die andere feste, gasförmige oder andere flüssige Substanzen löst.

Die Fähigkeit eines Lösungsmittels, einen bestimmten gelösten Stoff aufzulösen, hängt davon ab, wie ähnlich der gelöste Stoff und das Lösungsmittel sind. Die Faustregel in Bezug auf die Löslichkeit lautet: „Ähnliches löst sich auf“ , was bedeutet, dass ein Lösungsmittel eine Substanz auflösen kann, die ihm in Struktur oder physikalisch-chemischen Eigenschaften sehr ähnlich ist, andere gelöste Stoffe jedoch wahrscheinlich nicht unterschiedliche Strukturen.

Universelle Lösungsmitteldefinition

Ein universelles Lösungsmittel ist definiert als eine Flüssigkeit, die in der Lage ist, jede andere Substanz aufzulösen , sei es organisch oder anorganisch, polar oder unpolar und ob sie fest, flüssig oder gasförmig ist . Da sich ein Lösungsmittel im Prinzip nur wie Stoffe lösen kann, gibt es kein wahres universelles Lösungsmittel . Dies liegt daran, dass ein beispielsweise polares Lösungsmittel andere polare gelöste Stoffe und ionische Verbindungen sehr gut lösen kann, aber unpolare gelöste Stoffe wie aliphatische Kohlenwasserstoffe, Fette und Öle nicht lösen kann.

Wenn andererseits ein Lösungsmittel unpolar ist, wird es unpolare gelöste Stoffe sehr gut lösen, aber es wird nicht in der Lage sein, stark polare gelöste Stoffe oder ionische Verbindungen aufzulösen.

Warum wird Wasser als „das universelle Lösungsmittel“ bezeichnet?

Eine natürliche Frage ist, dass, wenn das universelle Lösungsmittel nicht existiert, wie wir gerade gezeigt haben, und wir auch wissen, dass Wasser einige gängige gelöste Stoffe wie Öl nicht lösen kann, warum dann Wasser als „das universelle Lösungsmittel“ bezeichnet wird. ?

Die Gründe sind im Wesentlichen zwei:

Wasser ist das mit Abstand häufigste Lösungsmittel auf der Erde.

Es besteht keine Notwendigkeit, es zu beweisen. Es gibt keine andere flüssige Substanz auf der Welt, die häufiger vorkommt als Wasser, das 71 % der Erdoberfläche bedeckt. Dies hat zur Folge, dass wir ständig versuchen, verschiedene Arten von Chemikalien im Wasser aufzulösen.

Wasser löst eine größere Anzahl von gelösten Stoffen als jede andere bekannte Flüssigkeit.

Als protisches Lösungsmittel (das als Donator von Wasserstoffatomen oder Protonen in Wasserstoffbrückenbindungen fungieren kann) und hochgradig polar, kann Wasser eine große Anzahl von Verbindungen verschiedener Klassen lösen, sowohl organische als auch anorganische und sowohl ionische als auch neutrale.

Zu den Klassen von Verbindungen, die Wasser lösen kann, gehören:

• Die verschiedenen Arten von Salzen.
• Säuren und Basen sowohl stark als auch schwach und sowohl organisch als auch anorganisch.
• Einige basische Oxide.
• Einige Säureoxide.
• Moleküle polarer Gase wie HCL, HBr und sogar einiger unpolarer Gase wie CO ₂ oder Kohlendioxid.
• Polare organische Verbindungen wie Alkohole, Carbonsäuren, Phenole, Amine, Amide etc.

„Alkahest“: das universelle Lösungsmittel der Alchemisten

Die Chemie findet ihren Ursprung bei den alten Alchemisten. Sie führten eine endlose Anzahl von Experimenten durch, einige systematischer als andere, durch die es ihnen gelang, viele der Prinzipien der chemischen Reaktivität und andere wichtige Aspekte dieser Wissenschaft zu entdecken. Ein weiteres Forschungsgebiet war die Suche nach Lösungsmitteln, die Gold und andere Substanzen lösen können.

Eines der Ergebnisse davon war „Alkaest“, ein angeblich wahres universelles Lösungsmittel mit mystischen Eigenschaften, von dem Alchemisten glaubten, dass es alle Metalle und alle Erdkörper auflösen könnte. Der Begriff „Alkaest“ wurde vom Schweizer Alchemisten Paracelsus geprägt, der auch ein Rezept für seine Zubereitung vorschlug.

Alkahest ist eigentlich kein echtes Universallösungsmittel.

Das Alkahest von Paracelsus ist eigentlich eine alkalische alkoholische Lösung, die Calciumhydroxid oder gelöschter Kalk (Ca(OH) ₂ ) und Kohlensäure oder Kaliumcarbonat (K ₂ CO ₃ ) enthält. Aus Sicht von Paracelsus ist dieses Gemisch ein besseres Lösungsmittel als Wasser, da es Fette und Öle sowie andere organische Verbindungen viel besser lösen kann.

Einer der Gründe ist, dass die basische Mischung zwar in der Lage ist, viele organische Substanzen abzubauen und sie in leichter lösliche Substanzen umzuwandeln als zuvor. Ein Beispiel hierfür ist, dass die Mischung Fette verseifen kann und die resultierenden organischen Salze (Seife) sowohl in Alkohol als auch in Wasser leicht dispergierbar sind.

Heute verstehen wir jedoch viel besser als damals, dass es einen sehr klaren Unterschied zwischen dem Auflösen und dem chemischen Zersetzen einer anderen Substanz gibt. Während der erste Prozess darin besteht, die Moleküle einer Substanz zu disaggregieren, sie aber intakt zu lassen, bedeutet der Abbau einer Substanz, sie in eine andere, einfachere Substanz umzuwandeln. Das ist es, was das Alkahest von Paracelsus tatsächlich tut, also kann es nicht wirklich als echtes Lösungsmittel angesehen werden, geschweige denn als universelles.

Andererseits gibt es auch die offensichtliche Tatsache, dass Alkahest nicht in der Lage ist, alle anderen Substanzen aufzulösen, da es diejenige nicht auflöst, die den Behälter bildet, der es enthält.

Andere gebräuchliche Lösungsmittel außer Wasser

Neben Wasser gibt es viele weitere Lösungsmittel, die in Forschung, Industrie und unserem täglichen Leben Verwendung finden.

• Andere polare Lösungsmittel umfassen viele Alkohole wie Ethanol, Methanol und Isopropylalkohol. Darüber hinaus werden andere exotischere Lösungsmittel wie flüssiges Ammoniak in verschiedenen Anwendungen verwendet.
• Es gibt auch unpolare Lösungsmittel wie Benzol, Kettenalkane mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen, zyklische Alkane wie Cyclohexan, Ether, organische Halogenide wie Tetrachlorkohlenstoff und viele mehr.
• Ein weiteres Beispiel für ein ganz besonderes Lösungsmittel ist überkritisches Kohlendioxid. Dieses besteht aus dem vorgenannten Gas unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen. Es wird häufig bei der Extraktion von Koffein aus Kaffeebohnen für die Zubereitung von entkoffeiniertem Kaffee verwendet.
• Schließlich gibt es Quecksilber, ein flüssiges Metall, das andere Metalle auflösen kann und eine Art Mischung bildet, die Amalgame genannt wird.

Weit verbreitet sind auch Lösungsmittel, die aus einer Kombination mehrerer Lösungsmittel bestehen, die in der Lage sind, eine größere Anzahl chemischer Substanzen zu lösen. Aber egal, welche Flüssigkeiten wir mischen, wir werden nie eine finden, die der Definition eines universellen Lösungsmittels entspricht.

Verweise

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