Allgemeine Hydrogeologie - Hydrogeologie - page 131

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• 1 preußisches Gran = 60,9 mg Der Vorgang der Löslichkeit wird durch folgende

Reaktionsgleichung beschrieben:

• 1 g = 16,42 preußische Gran

• 1 preußisches Civilpfund = 16 preuß. Unzen =

7 680 Gran = 467,71 g

Wasser

1 preußischer Cubikzoll = 17,891 cm 3

• AB o A + B

• 1 preußischer Cubikzoll CO 2 = 35,3 mg CO 2 Kristall o gelöste Ionen

Weitere Angaben zu alten Einheiten und solchen,
die nicht dem internationalen Einheitensystem
(SI) entsprechen, finden sich in K URZWEIL
(2000).

Die Geschwindigkeit der Auflösung ist der Größe
der Kristalloberfläche direkt proportional; je grö-
ßer die Kontaktfläche, desto mehr Stoff geht pro
Zeiteinheit in Lösung. Die Geschwindigkeit des
zweiten Vorgangs (Kristallisation) wird dagegen
durch die Konzentration an bereits im Wasser ge-
lösten Ionen bestimmt. Je größer nämlich die An-
zahl der gelösten Ionen im Verhältnis zu den Was-
sermolekülen ist, desto größer ist die Wahr-
scheinlichkeit, dass sich die entgegengesetzt gela-
denen Ionen des aufzulösenden Stoffes wieder
soweit nähern, dass ihre Anziehungskräfte die
Hydratationskräfte der Wassermoleküle über-
winden. Mit steigendem Verbrauch an Wasser-
molekülen für die Auflösung verlangsamt sich
dieser Prozess, mit fallendem steigt das Auflö-
sungsvermögen.
In dem Augenblick, wo die Geschwindigkeiten
beider Vorgänge gleich sind, d.h. also, dass die
Anzahl der pro Zeiteinheit in Lösung gehenden
Ionen gleich der der kristallisierenden ist, kommt
der Auflösungsprozeß zum Erliegen, die Lösung
ist gesättigt. Der Vorgang der Auflösung wird er-
lahmen oder aufhören, wenn die in Lösung ge-
gangenen Ionen nicht aus dem Grenzbereich der
Kristalloberfläche entfernt werden. Die gelösten
Ionen haben eine Eigenbewegung, die aus der
Temperatur des Wassers und der dadurch verur-
sachten Wärmebewegung der Ionen resultiert.
Dadurch bewegen sich die Ionen aus Bereichen
höherer Konzentration zu solchen geringerer,
ein Vorgang, der als Diffusion bezeichnet wird.
Dieser Vorgang verläuft meist langsam, kann
jedoch erheblich beschleunigt werden, wenn
durch Bewegung (Rühren) das Wasser an der
Kristalloberfläche des Stoffes ständig erneuert
wird.
Bei gesättigten Lösungen ist eine weitere Auf-
lösung des Kristalls in der Regel nur durch eine
Temperaturerhöhung möglich, da durch die tem-
peraturbedingte Zunahme der Schwingungen der
Kristallionen die Kristallgitterenergie vermindert
und damit die Hydratationsenergie der Wasser-
moleküle wirksamer wird. Damit hängt die Lös-

3.9.3.2 Löslichkeit von Feststoffen
in Wasser

Das Lösungsvermögen für viele Stoffe ist die
wichtigste Eigenschaft des Wassers. Unter Lös-
lichkeit wird dabei die maximale Menge eines
Stoffs verstanden, die bei festgelegten Druck- und
Temperaturbedingungen von einer bestimmten
Menge Wasser (Lösemittel) unter Bildung eines
homogenen Gemisches (gesättigte Lösung) auf-
genommen wird.
Die Auflösung eines Stoffes durch Wasser ist
ein komplizierter Vorgang, der auf der Reaktion
der Wassermoleküle mit den Molekülen eines in
Lösung gehenden Stoffes beruht und etwa folgen-
dermaßen abläuft: Zunächst gruppieren sich die
polaren Wassermoleküle an die Ionen eines Kris-
tallgitters, das seinerseits durch die Gitterenergie
zusammengehalten wird. Bei der Gruppierung
lagern sich die Wassermoleküle mit der positiven
Seite ihres Dipols an die negativ geladenen, mit
der negativen Seite an die positiv geladenen Ionen
des Kristallgitters an. Dabei wirken die anziehen-
den Kräfte der polaren Wassermoleküle auf die
Gitter-Ionen ein ( Hydratationsenergie ). Sobald
die Hydratationsenergie größer als die Gitter-
energie ist, zerfällt der Kristall und geht in Lösung
(Abb. 58-6).
Bei dieser Auflösungsreaktion eines festen,
kristallisierten Stoffes laufen zwei Vorgänge
gleichzeitig ab:

• Auflösung: Übergang von Ionen aus dem im

Kristall gebundenen Zustand in das Wasser;

• Kristallisation: Übergang von bereits gelösten

Ionen aus der Lösung auf die Oberfläche des
zu lösenden Kristalls.