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Lösungsmittel,

 

im technischen Bereich Lösemittel, Flüssigkeiten, in denen sich andere Stoffe bis zu einzelnen Molekülen, Ionen oder anderen Teilchen vergleichbarer Größe verteilen lassen, sodass eine Lösung entsteht. Bedeutung als Lösungsmittel haben Salzschmelzen, Metallschmelzen (z. B. Roheisen für Kohlenstoff), v. a. aber aus Molekülen aufgebaute (kovalente) Verbindungen. Kovalente Lösungsmittel werden unterteilt in amphiprotische Lösungsmittel, deren Moleküle Protonen abgeben oder aufnehmen können (z. B. Wasser), protogene Lösungsmittel, deren Moleküle Protonen abgeben können (z. B. Fluorwasserstoff, Essigsäure), protophile Lösungsmittel, deren Moleküle Protonen aufnehmen können (z. B. flüssiges Ammoniak) und aprotische Lösungsmittel, deren Moleküle weder Protonen abgeben noch aufnehmen können. Aprotische Lösungsmittel heißen dipolar, wenn ihre Moleküle Dipolcharakter haben (z. B. Dimethylsulfoxid, (CH₃)₂SO, Dimethylformamid HCON(CH₃)₂) und apolar, wenn das nicht der Fall ist (z. B. Kohlenwasserstoffe, Dichlormethan). Im engeren Sinn wird der Begriff Lösungsmittel auf organische und, im Unterschied zu Weichmachern, flüchtige Flüssigkeiten angewendet.

 

Wie alle physikalisch-chemische Vorgänge wird auch das Lösen eines Stoffes in einem bestimmten Lösungsmittel dann begünstigt, wenn die Entropie zunimmt (z. B. bei feinerer Verteilung der Teilchen des zu lösenden Stoffes in der Lösung) und die Enthalpie abnimmt (z. B. wenn festere Bindungen zwischen den Teilchen des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes ausgebildet werden als zwischen den Teilchen innerhalb des Lösungsmittels und des zu lösenden Stoffes existieren). Da beim Lösen von Feststoffen und Flüssigkeiten die Entropie zunimmt, genügt es in diesem Fall, dass die Bindungskräfte zwischen den Teilchen des Lösungsmittels und des zu lösenden Stoffes etwa gleich groß sind. Ähnliche Bindungskräfte treten u. a. zwischen gleichartigen chemischen Gruppen (z. B. Kohlenwasserstoffketten, OH-Gruppen) auf. Nicht oder wenig polare Stoffe mit Kohlenwasserstoffketten (z. B. Fette, Wachse, Kautschuk), zwischen deren Molekülen nur schwache Dispersionskräfte existieren, werden z. B. von Kohlenwasserstoffen (Testbenzin, Xylol) oder anderen apolaren Lösungsmitteln (z. B. Dichlormethan) gelöst. Mit zunehmender Polarität des Lösungsmittels (z. B. in der Reihenfolge Dichlormethan, n-Butanol, Trichloräthan, Äthylacetat, Methylisobutylketon, Aceton) steigt das Lösevermögen für polare Harze (z. B. Polyester, Polyvinylacetat, Celluloseester und Polyacrylate). Polyacrylnitril ist aufgrund seiner stark polaren CN-Gruppen nur in stark dipolaren Lösungsmitteln (z. B. Dimethylformamid) löslich. Wasser, in dem die einzelnen H₂O-Moleküle über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander assoziiert sind, löst Stoffe, die ebenfalls Wasserstoffbrücken bilden (z. B. Polyvinylalkohol, Zucker). Wasser ist auch bevorzugtes Lösungsmittel für Ionenkristalle (Salze).

 

Lösungsmittel finden Anwendung bei thermischen Trennverfahren (z. B. Extraktion, Extraktivdestillation), als Medium bei chemischen Reaktionen, als Bestandteile von Lacken, Druckfarben und Klebstoffen sowie zum Entfetten von Metallen und zur chemischen Reinigung von Textilien. Für die Anwendung von Lösungsmitteln sind neben dem Lösevermögen auch sicherheitstechnische (z. B. Flammpunkt) und toxikologische Daten (z. B. MAK-Wert) von Bedeutung. Aus Umweltschutzgründen besteht der Trend, den Einsatz von Lösungsmitteln zu reduzieren oder organischen Lösungsmittel durch Wasser zu ersetzen. Lösungsmittelhaltige Abluft aus Lackierereien wird durch Nachverbrennung gereinigt.

 

Wie andere narkotisch wirkende Mittel werden auch einige Lösungsmittel zu Rauschzwecken missbraucht; häufiger werden Gemische verschiedene Lösungsmittel inhaliert, z. B. Lack- und Gummiverdünner. Neben Lungenaffektionen können sich dabei Depressionen, Delirien, Gedächtnisschwund entwickeln. Lösungsmittel können ebenso wie Rauschgifte zu einer psychischen Abhängigkeit führen.