Lösungswärme, auch bekannt als Lösungsenthalpieänderung, ist die Enthalpieänderung, die auftritt, wenn ein bestimmter gelöster Stoff in einem Lösungsmittel gelöst wird, um eine Lösung zu bilden. Enthalpie ist ein Begriff aus der Thermodynamik, um die Energie in einem System zu beschreiben. Die Gesamtenthalpie eines Systems kann nicht direkt gemessen werden, daher wird die Enthalpieänderung für Messungen wie die Lösungswärme anstelle der Gesamtenthalpie des Systems verwendet. Es gibt mehrere Prozesse, die auftreten, wenn ein gelöster Stoff in einer Lösung gelöst wird, und jeder ist in der Lage, die Enthalpie der Lösung zu ändern. In vielen Fällen werden verschiedene chemische Bindungen aufgebrochen und neue Bindungen gebildet, die alle zu einer Enthalpieänderung führen.
Es gibt drei Hauptaspekte der Auflösung eines gelösten Stoffes in einem Lösungsmittel, die zur Lösungswärme beitragen. Erstens, wenn der gelöste Stoff hinzugefügt wird, brechen die chemischen Wechselwirkungen, die die Moleküle des gelösten Stoffes verbinden, auf, was einen gewissen Energieverbrauch erfordert. Als nächstes brechen auch chemische Anziehungskräfte, die Lösungsmittelmoleküle verbinden, wenn die gelösten Moleküle in das System eintreten, was wiederum einen Energieverbrauch erfordert. Nachdem diese Anziehungskräfte gebrochen sind, werden schließlich neue Wechselwirkungen zwischen den Molekülen des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes gebildet, was zur Freisetzung von Energie führt.
Die ersten beiden Aspekte der Auflösung erfordern einen Energieeintrag und werden als endotherme Prozesse bezeichnet. Der dritte, bei dem sich Anziehungen zwischen Lösungsmittel- und gelösten Molekülen bilden, wird als exothermer Prozess bezeichnet, da er Energie in das System freisetzt. Um die Gesamtlösungswärme zu bestimmen, kann man einfach die Summe jeder Enthalpieänderung nehmen. In einigen Fällen erfordern die ersten beiden Teile der Auflösung mehr Energieaufwand als die Bildung neuer Anziehungskräfte, was zu einem insgesamt endothermen Prozess führt. In anderen Fällen ist die endgültige Energiefreisetzung größer als die Energie, die erforderlich ist, um die Anziehungen von gelöstem Stoff und Lösungsmittel-Lösungsmittel zu brechen, so dass der Prozess insgesamt exotherm ist.
Es ist auch möglich, die Lösungswärme basierend auf Temperaturänderungen in einer Lösung zu messen. Ein überwiegend exothermer Prozess setzt Energie in das System frei und erhöht daher die Temperatur der Lösung. Ein primär endothermer Prozess hingegen verbraucht Energie und senkt daher die Reaktionstemperatur. Wenn man verschiedene Eigenschaften des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels im Voraus kennt, kann man die Temperaturänderung verwenden, um die Lösungswärme mit angemessener Genauigkeit zu bestimmen.