Warum löst sich Kochsalz in Wasser auf und wie funktioniert das?
Kochsalz besteht aus Kristallen, die von positiv geladenen Natrium-Ionen und negativ geladenen Chlorid-Ionen gebildet werden. Beim Lösungsvorgang lagern sich Wassermoleküle um diese Ionen und lösen die Bindung zwischen ihnen.
Dies ist möglich, da Wasser ein so genannter Dipol ist, d.h. einen positiven und einen negativen Pol aufweist. Das Molekül ist winkelförmig aufgebaut, so dass das Sauerstoff-Atom den beiden Wasserstoff-Atomen gegenüber liegt. Sauerstoff zieht die beiden Elektronen der Wasserstoff-Atome stark zu sich herüber, konzentriert also die negativen Ladungen bei sich und „positiviert“ damit die Wasserstoff-Atome.
Mit ihrem negativen Pol lagern sich die Wassermoleküle um das positiv geladene Natrium-Ion und mit ihrem positiven Pol um das negativ geladene Chlorid-Ion, „drängen“ sich also förmlich zwischen die Ionen an der Kristalloberfläche. Die Ionenbindung zwischen Natrium- und Chlorid-Ionen wird so zerstört und damit auch das Kristallgitter. Die hydratisierten, also von einer Wasserhülle umgebenen Ionen diffundieren in die Lösung.
Nach diesem Mechanismus lösen sich auch viele andere Salze in Wasser. Wie leicht oder schwer löslich ein Salz ist, hängt davon ab, inwieweit der aus der Bildung der Hydrathülle resultierende Energiegewinn den für das Herauslösen der Ionen aus ihrem Kristallverband erforderlichen Energieaufwand wettmacht oder, anders gesagt, ob die Anziehungskräfte zwischen Wasserhülle und Ion oder die Bindungskräfte zwischen den Ionen stärker sind. Dabei spielt neben der Ladung auch die Größe der Ionen eine Rolle: Kleine Ionen wie das Natrium-Ion können Wassermoleküle enger um sich scharen und somit stärker an sich binden.
Die Frage wurde beantwortet von Jan-Markus Teuscher von der Arbeitsgruppe Chemiedidaktik an der Universität Jena.