Die molare Löslichkeit (M) ist ein Maß für die Fähigkeit einer Verbindung, die als gelöster Stoff bezeichnet wird, sich in einer bestimmten Substanz, einem sogenannten Lösungsmittel, zu lösen. Genauer gesagt ist dies die maximale Anzahl von Molen eines gelösten Stoffes, die sich in einem Liter Lösungsmittel lösen können, daher wird die molare Löslichkeit in Mol/l gemessen. Wenn die Anzahl der in einem Liter Lösungsmittel gelösten Mole der molaren Löslichkeit entspricht, wird die Lösung als gesättigt bezeichnet, was bedeutet, dass sie keinen weiteren gelösten Stoff lösen kann.
Der Wert von M hängt von einer Reihe von Variablen ab. Von Bedeutung ist die Löslichkeitsproduktkonstante, die mit Ksp bezeichnet wird. Dieser Wert ist für jede Verbindung konstant und beschreibt, wie leicht sich ein Stoff auflöst. Außerdem muss das Verhältnis von Produkten und Reaktanten in der chemischen Reaktion bekannt sein, um den Wert von M zu berechnen. Dies wird als Stöchiometrie der Reaktion bezeichnet.
Der erste Schritt zur Berechnung der molaren Löslichkeit besteht darin, die chemische Gleichung für die Dissoziation der Substanz auszugleichen. Dazu müssen Sie sicherstellen, dass sowohl auf der Produkt- als auch auf der Eduktseite der chemischen Reaktion die gleiche Anzahl von jedem Atom vorhanden ist. Ein Beispiel für eine ausgewogene chemische Gleichung mit gleicher Anzahl jedes Atoms auf Produkt- und Eduktseite wird durch die Dissoziation eines Moleküls Natriumchlorid (NaCl) in Natrium- (Na) und Chloratome (Cl) gezeigt: NaCl (s) = Na+ (wässrig) + Cl- (wässrig). Der Aggregatzustand der Atome und Moleküle wird mit s für fest und aq für wässrig oder in Wasser gelöst bezeichnet.
Um M zu bestimmen, müssen Sie den Ksp-Wert für den gelösten Stoff oder die zu lösende Ausgangsverbindung nachschlagen. Dies ist ein Maß für die molare Löslichkeit der Substanz unter Standardbedingungen und ist online oder in Chemielehrbüchern zu finden. Die folgende Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Ksp und der Löslichkeit von NaCl: Ksp = [Na][Cl]
Mit dieser Gleichung können Sie die Konzentrationen der Na- und Cl-Ionen in der gesättigten Lösung ermitteln, indem Sie die Quadratwurzel des Ksp-Werts ziehen. Der Wert jeder Ionenkonzentration entspricht der gelösten Produktmenge. Daher ist die Ionenkonzentration gleich M.
Der Wert von M hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Insbesondere wenn das Lösungsmittel erhitzt wird, steht mehr Energie im System zur Verfügung, was eine stärkere Dissoziation einer Verbindung ermöglicht, so dass die molare Löslichkeit mit der Temperatur steigt. Wenn die Temperatur einer gesättigten Lösung gesenkt wird, sinkt der M-Wert und der gelöste Stoff beginnt aus der Lösung auszufallen, wenn die Temperatur sinkt. Wenn die Temperatur sinkt, ist die Konzentration der Lösung, bevor sie auszufällen beginnt, größer als M, und eine solche Lösung wird als übersättigt bezeichnet.