Wasser als Lösungsmittel

Gibt man das Kochsalz in Wasser und rührt um, ist das Salz nicht mehr zu sehen. Föhnt man das Papier wieder trocken, bleiben weiße Linien zurück. Das gemalte Bild wird sichtbar.

Wasser ist ein sogenanntes Lösungsmittel. Man kann darin bestimmte Feststoffe lösen, sodass sie nicht mehr erkennbar, aber dennoch immer noch vorhanden sind. Kochsalz ist ein fester Stoff. Gibt man Kochsalz in Wasser, verschwindet es nicht, es ist weiterhin in Wasser enthalten. Das Kochsalz löst sich in Wasser. Wasser und Kochsalz bilden dabei ein einheitliches Gemisch. Durch das Rühren wird der Lösungsvorgang unterstützt und beschleunigt. Mit dem Pinsel trägst du das Wasser und das darin gelöste Salz auf das Papier auf. Föhnst du das Bild, wird das Wasser und das darin gelöste Salz erwärmt. Dadurch wird das Wasser zum Verdunsten gebracht, es wechselt seinen Zustand. Das Wasser wird dabei zu nicht sichtbarem Wasserdampf. Dieser geht in die Luft über. Das im Wasser gelöste Salz verdunstet dagegen nicht. Das Wasser und das Salz trennen sich wieder. Sobald das Papier ganz trocken geföhnt ist, bleibt nur noch das Salz auf dem Papier zurück. Das vorher gelöste Salz bildet wieder feste Salzkristalle. Das Salz wird in den Bildern erkennbar. Mit dem Experiment kannst du zeigen, dass in Wasser gelöstes Salz nicht verschwindet, sondern es vorhanden bleibt. Es kann zurückgewonnen werden. Genauso löst sich Salz in Kochwasser und dem Meerwasser.

Gibt man das Eis in die Dose, beträgt die Temperatur bei der ersten Ablesung 0 °C. Bei der zweiten Ablesung, also nach der Hinzugabe von Salz, beträgt die Temperatur -10 °C. Das Eis beginnt sich zu verflüssigen. Die Mischung wird nicht wieder fest. Außen an der Dose bilden sich kleine Eiskristalle.

Wie du bei den Zustandsformen von Wasser lernen kannst, kann Wasser fest als Eis, flüssig als Wasser und gasförmig als Wasserdampf auftreten. Kühlt man Wasser ab, so wird es ab einer Temperatur von 0 °C fest. Es erstarrt. Diese Temperatur wird Erstarrungstemperatur oder Gefrierpunkt genannt. Wasser ist ein sogenanntes Lösungsmittel. Man kann darin bestimmte Feststoffe lösen, sodass sie nicht mehr erkennbar, aber immer noch vorhanden sind. Das Experiment zeigt dir, dass in Wasser gelöste Stoffe (z. B. Kochsalz) die Erstarrungstemperatur des Wassers beeinflussen können. Das einheitliche Gemisch gefriert erst bei viel tieferen Temperaturen. Was passiert nun bei dem Experiment?

Die Oberfläche von Eis ist immer mit einer dünnen Schicht aus Wasser bedeckt. Wasser ist ein sogenanntes Lösungsmittel. Das Salz löst sich in Wasser. Wasser und das Salz bilden ein einheitliches Gemisch. Wie du beobachten kannst, gefriert das Wasser-Salz-Gemisch nicht wieder, obwohl der Thermometer eine viel niedrigere Temperatur anzeigt und reines Wasser ab 0 °C gefrieren würde. Dies liegt daran, dass Wasser, in dem Salz gelöst ist, eine viel niedrigere Erstarrungstemperatur hat. Salzwasser wird erst bei etwa -21 °C fest. Das Gemisch bleibt so trotz der beobachteten Abkühlung flüssig. Das Salz verhindert das erneute Gefrieren. Langsam verflüssigt sich das Eis. Das Salz löst sich weiter in der stets sich bildenden Schicht aus Wasser und so schmilzt das Eis langsam völlig. Trotz der beobachteten niedrigeren Temperaturen gefriert das Gemisch nicht wieder.

Warum kühlt sich die Mischung aber auf -10 °C ab? Das liegt daran, dass sowohl für das Lösen des Salzes als auch für das Schmelzen des Eises Wärme benötigt wird. Diese Wärme wird aus der Umgebung entzogen, weshalb sich das Gemisch abkühlt.

Außen an der kalten Dose bilden sich kleine Eiskristalle. Der Wasserdampf, der in der Luft enthalten ist, wechselt beim Abkühlen an der kalten Dose direkt in den festen Zustand. Dies nennt man Resublimation.