Was ist Mischbarkeit in der Chemie?
Mischbarkeit ist die Fähigkeit zweier Flüssigkeiten, sich zu einer homogenen Lösung zu vermischen. Beispielsweise sind Wasser und Ethanol mischbar. Sie können in jedem Verhältnis gemischt werden, und die resultierende Lösung ist klar und zeigt nur eine Phase. Öl und Wasser sind dagegen nicht mischbar. Eine Mischung aus Pflanzenöl und Wasser trennt sich immer in zwei Schichten oder Phasen und löst sich nicht ineinander auf.
Die Mischbarkeit wird oft als Gewicht / Gewichtsprozent oder Gewicht eines Lösungsmittels in 100 g Endlösung ausgedrückt. Wenn zwei Lösungsmittel in allen Anteilen vollständig mischbar sind, beträgt ihre Mischbarkeit 100%. Andere Lösungsmittel sind nur teilweise mischbar, was bedeutet, dass sich nur ein Teil in Wasser löst.
Beispielsweise ist Diethylether mit Wasser teilweise mischbar. Bis zu 7 g Diethylether lösen sich in 93 g Wasser, um eine 7% ige (Gew./Gew.%) Lösung zu ergeben. Wenn mehr Diethylether zugesetzt wird, erscheint eine separate Diethyletherschicht, die über dem Wasser schwimmt. Die meisten Lösungsmittel zeigen eine gewisse Mischbarkeit untereinander, obwohl diese sehr gering sein kann.
Die meisten im Alltag vorkommenden Flüssigkeiten basieren entweder auf Wasser, werden als wässrige oder organische Flüssigkeiten bezeichnet, was im chemischen Sinne bedeutet, dass sie Kohlenstoffatome enthalten. Diese können im Allgemeinen in zwei breite Klassen unterteilt werden. Sie sind entweder hydrophil, "wasserliebend" oder lipophil, "fettliebend". Lipophile Lösungsmittel sind mit Kohlenwasserstofflösungsmitteln mischbar, d. H. Lösungsmitteln, die nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten, wie Fette und Öle. Hydrophile Lösungsmittel sind mit Wasser mischbar.
Hydrophile Lösungsmittel enthalten im Allgemeinen andere Arten von Atomen wie Sauerstoff und Stickstoff, wodurch sie Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen eingehen können. Ein hydrophiles Lösungsmittel kann auch als lipophob, "fettängstlich" bezeichnet werden, während lipophile Lösungsmittel hydrophob, "wasserängstlich" sind. Welche Begriffe verwendet werden, hängt vom Kontext ab.
Nicht mischbare Lösungsmittel, solche, die sich nicht mischen, werden im chemischen Prozess der Flüssig / Flüssig-Extraktion verwendet, bei dem interessierende Verbindungen unter Ausnutzung ihrer unterschiedlichen Löslichkeiten in Wasser und einem lipophilen Lösungsmittel getrennt werden können. Wenn beispielsweise eine Mischung aus Vitamin C, das in Wasser gut löslich ist, und Vitamin E, das in Fett löslich ist, mit einer nicht mischbaren Mischung aus Wasser und Hexan, einem sehr lipophilen Kohlenwasserstofflösungsmittel, geschüttelt wird, sammelt sich das Vitamin C in der wässrige Schicht, während sich das Vitamin E in der Hexanschicht ansammelt. Nach dem Stehenlassen trennen sich die beiden Schichten und können leicht isoliert werden, und die Vitamine werden durch Verdampfen der Lösungsmittel gewonnen.