{"id":1958,"date":"2020-04-01T14:49:56","date_gmt":"2020-04-01T12:49:56","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=1958"},"modified":"2025-07-04T10:33:58","modified_gmt":"2025-07-04T08:33:58","slug":"loesungsmittel-eigenschaften-einsatz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/loesungsmittel-eigenschaften-einsatz\/","title":{"rendered":"Eigenschaften und Einsatz von L\u00f6sungsmitteln"},"content":{"rendered":"

\u00ab Teil 1: Eigenschaften \u00bb<\/h2>\n

Als L\u00f6sungsmittel werden in der Chemie Stoffe bezeichnet, in denen sich die Teilchen anderer chemischer Stoffe gleichm\u00e4\u00dfig verteilen k\u00f6nnen. In einem homogenen Gemisch ist es die Substanz mit dem gr\u00f6\u00dferen Mengenanteil. Die Oberfl\u00e4chentechnik verwendet <\/strong>fl\u00fcssige L\u00f6sungsmittel f\u00fcr Reinigungsaufgaben<\/strong><\/a> und f\u00fcr die Handhabung von Prozesschemikalien. Voraussetzung daf\u00fcr ist, dass sich die Eigenschaften der Fl\u00fcssigkeiten und der aufzul\u00f6senden Stoffe einander \u00e4hneln. Deshalb m\u00fcssen beide sorgf\u00e4ltig aufeinander abgestimmt werden.<\/strong><\/p>\n

Polare und unpolare L\u00f6sungsmittel<\/h2>\n

Zu den wichtigsten Eigenschaften, die Hinweise zur Eignung von L\u00f6sungsmitteln f\u00fcr bestimmte Aufgaben liefern, geh\u00f6rt die Polarit\u00e4t: Die Molek\u00fcle als kleinste Teilchen von chemischen Verbindungen sind aus Atomen zusammengesetzt. Jedes Atom besteht aus einem elektrisch positiv geladenen Atomkern und einer Atomh\u00fclle mit negativen Elektronen. Die Verbindung der Atome im Molek\u00fcl beruht auf dem Verhalten der Elektronen. Sind diese gleichm\u00e4\u00dfig im Molek\u00fcl verteilt, ist es unpolar. Bei einer unsymmetrischen Verteilung hat das Molek\u00fcl eine negative und eine positive Stelle. Solche Molek\u00fcle werden als Dipol bezeichnet. Stoffe, die daraus zusammengesetzt sind, nennt man polar.<\/p>\n

\"wasser-loesungsmittel\"
\u00a9 Alexstar \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Das einfachste polare L\u00f6sungsmittel ist Wasser. Das im Wassermolek\u00fcl enthaltene Sauerstoffatom bildet mit den beiden Wasserstoffatomen ein Dreieck. Die Ecke mit dem gro\u00dfen Sauerstoffatom ist die negative Stelle. Die Seite mit den kleinen Wasserstoffatomen ist die positive Stelle. Die Teilchen anderer polarer Stoffe, wie Essig, Spiritus, Salze, Laugen und S\u00e4uren oder Zucker orientieren sich mit ihren negativen Stellen in Richtung einer Wasserstoffseite und mit ihren positiven Stellen in Richtung einer Sauerstoffecke. Dadurch kommt es zur gleichm\u00e4\u00dfigen Verteilung dieser Stoffe im Wasser.<\/p>\n

\"spuelmedien-loesungsmittel\"<\/a><\/p>\n

Versucht man, einen unpolaren Stoff mit einer polaren Fl\u00fcssigkeit zu vermischen, ziehen sich die unterschiedlichen Ladungen der polaren Fl\u00fcssigkeit gegenseitig an und halten sich aneinander fest. Der unpolare Stoff bleibt „au\u00dfen vor“ und sondert sich ab. Er bildet eine getrennte Phase. Mischt man unpolare Stoffe untereinander beeinflussen sie sich gegenseitig nur unwesentlich und bilden eine homogene L\u00f6sung.<\/p>\n

In der Oberfl\u00e4chentechnik<\/a> sind die beschriebenen Zusammenh\u00e4nge eine der Grundlagen f\u00fcr die Auswahl geeigneter Sp\u00fclmedien<\/a> und die Zusammensetzung von fl\u00fcssigem Lack.<\/p>\n

Verdunstungszahl der L\u00f6sungsmittel<\/h2>\n

An der Oberfl\u00e4che von Fl\u00fcssigkeiten wechseln st\u00e4ndig Teilchen in das umgebende Gasgemisch, meistens Luft, \u00fcber. Einige dieser Teilchen kehren wieder in die Fl\u00fcssigkeit zur\u00fcck. Solange mehr Teilchen die Fl\u00fcssigkeit verlassen als zur\u00fcckkehren, verringert sich die Fl\u00fcssigkeitsmenge. Der Anteil, der fehlt, hat sich in Dampf umgewandelt. Dieser Vorgang wird als Verdunstung bezeichnet.<\/p>\n

\"korrosionsschutz-loesemittelhaltig\"<\/a><\/p>\n

In einem dicht verschlossenen Gef\u00e4\u00df, wie zum Beispiel einem Beh\u00e4lter f\u00fcr Lack, stellt sich im Lauf der Zeit ein Gleichgewicht ein, bei dem die Anzahlen der Teilchen, die in die Fl\u00fcssigkeit eintreten und daraus entweichen gleich gro\u00df sind. Dieser Zustand ist temperaturabh\u00e4ngig. Je h\u00f6her die Temperatur ist, desto gr\u00f6\u00dfer ist der Dampfanteil.<\/p>\n

Das Verdampfungsverhalten<\/h2>\n

Ist der Luftraum \u00fcber der Fl\u00fcssigkeit ausreichend gro\u00df oder str\u00f6mt die dampfhaltige Luft frei davon, wird sie sich irgendwann restlos in Dampf umgewandelt haben. Die Zeit, die sie daf\u00fcr ben\u00f6tigt, h\u00e4ngt von ihren Stoffeigenschaften, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und dem Luftdruck ab. H\u00e4lt man die letzten drei Gr\u00f6\u00dfen konstant, kann man die Zeiten, die unterschiedliche Fl\u00fcssigkeiten zum vollst\u00e4ndigen Verdunsten brauchen, miteinander vergleichen.<\/p>\n

\n

Diethylether ist eine Fl\u00fcssigkeit, die sehr schnell verdunstet. Sie wird als Bezugsstoff genutzt.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Um das Verdampfungsverhalten anderer Fl\u00fcssigkeiten zu beurteilen, teilt man die Zeit, in der eine bestimmte Menge verdunstet durch die Zeit, in der die gleiche Menge Diethylether unter denselben Bedingungen in die Dampfphase \u00fcbergeht. Das Ergebnis ist die Verdunstungszahl. Je h\u00f6her die Verdunstungszahl ist, desto langsamer verdunstet die betreffende Fl\u00fcssigkeit.<\/p>\n

Verdunstungszahlen als Beispiele<\/h3>\n

Wasser hat zum Beispiel eine Verdunstungszahl von 80, Spiritus (Ethanol) von 8,3 und Aceton (Nagellackentferner) von 2. Anhand der Verdunstungszahlen wird die Fl\u00fcchtigkeit von Fl\u00fcssigkeiten eingestuft. Bis zu einer Verdunstungszahl von 10 gilt ein Stoff als leichtfl\u00fcchtig, \u00fcber 10 bis 35 als mittelfl\u00fcchtig, \u00fcber 10 bis 50 als schwer fl\u00fcchtig oberhalb von 50 als sehr schwer fl\u00fcchtig.<\/p>\n

\"spuelmedien-wasserbasierend-loesungsmittel\"<\/a><\/p>\n

Die L\u00f6sungsmittel f\u00fcr die Reinigung und f\u00fcr die Handhabung von Prozesschemikalien in der Vorbehandlung f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenbeschichtung sollten m\u00f6glichst hohe Verdunstungszahlen haben, um die Verluste gering zu halten. L\u00f6sungsmittel, die Bestandteile von Lack sind, sollten mittel- bis schwerfl\u00fcchtig sein. W\u00e4hrend der Lackierung muss der Lack fl\u00fcssig bleiben, danach soll er schnell trocknen. Aus der Verdunstungsgeschwindigkeit ergibt sich das Zeitfenster f\u00fcr die Lackierung.<\/p>\n

L\u00f6sungsverm\u00f6gen der L\u00f6sungsmittel<\/h2>\n

Die F\u00e4higkeit eines L\u00f6sungsmittels, Stoffe aufzul\u00f6sen, wird in der Chemie aus der Sicht dieser Stoffe beurteilt. Eine betreffende Aussage ist zum Beispiel: Kochsalz ist in Wasser leicht l\u00f6slich. Die L\u00f6slichkeit geh\u00f6rt zu den Eigenschaften des Stoffes, der mit dem L\u00f6sungsmittel vermischt werden soll. Sie \u00e4ndert sich mit der Temperatur.<\/p>\n

In diesem Zusammenhang werden drei F\u00e4lle unterschieden:<\/p>\n

    \n
  1. vollst\u00e4ndig l\u00f6slich<\/li>\n
  2. so gut wie gar nicht l\u00f6slich<\/li>\n
  3. bis zu einem bestimmten Mischungsverh\u00e4ltnis l\u00f6slich.<\/li>\n<\/ol>\n

    In der Oberfl\u00e4chentechnik ist der Fall 3 interessant. F\u00fcr die Erzeugung von Konversionsschichten bei der Vorbehandlung f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenbeschichtung werden Salze, Laugen und S\u00e4uren eingesetzt, die in Wasser gel\u00f6st sind. Ab einer bestimmten Konzentration sind alle Wassermolek\u00fcle von den Ionen der Prozesschemikalien umzingelt. (siehe oben: polare L\u00f6sungsmittel) Die L\u00f6sung ist ges\u00e4ttigt. Erh\u00f6ht sich die Konzentration, schlie\u00dfen sich die Ionen, die kein Wassermolek\u00fcl finden, zusammen und setzen sich als Bodensatz ab.<\/p>\n

    \"spuelmedien-loesemittelbasierend-loesungsmittel\"<\/a><\/p>\n

    Die Temperatur ist ein Ma\u00df f\u00fcr die Geschwindigkeit, mit der sich die Teilchen in einem Stoff bewegen. Bei hohen Temperaturen sind sie schneller unterwegs als bei niedrigen. Je schneller sie sind, umso st\u00e4rker „k\u00e4mpfen“ sie um die Wassermolek\u00fcle und umso l\u00e4nger bleiben sie in der L\u00f6sung. \u00c4hnlich verhalten sich Sp\u00fclmedien. Auch sie sind irgendwann ges\u00e4ttigt und k\u00f6nnen keine weiteren Verunreinigungen mehr aufnehmen.<\/p>\n

    Sicherheits- und umweltrelevante Eigenschaften der L\u00f6sungsmittel<\/h2>\n

    Organische L\u00f6sungsmittel bestehen haupts\u00e4chlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff. H\u00e4ufig enthalten sie zus\u00e4tzlich andere Elemente wie Sauerstoff oder Stickstoff. Viele dieser chemischen Verbindungen sind giftig oder anderweitig gesundheitssch\u00e4dlich, alle sind brennbar.<\/p>\n

    \n

    F\u00fcr den Umgang mit diesen L\u00f6sungsmitteln gelten die Forderungen der Technischen Regeln f\u00fcr Gefahrstoffe (TRGS). Um die Vorgaben gegen\u00fcber weniger gef\u00e4hrlichen Stoffen abzugrenzen, verwenden die TRGS den Begriff L\u00f6semittel.<\/p>\n<\/blockquote>\n

    Zur Beurteilung und Verringerung der Gefahr f\u00fcr Mensch und Umwelt werden die Eigenschaften von L\u00f6sungsmitteln durch sicherheitstechnische Kennzahlen beschrieben. Zur Einsch\u00e4tzung der Brand- und Explosionsgefahr werden unter anderem der Flammpunkt, die Explosionsgrenzen und die Z\u00fcndtemperatur genutzt. Diese Gr\u00f6\u00dfen werden in genormten Versuchen ermittelt und gelten streng genommen nur unter den festgelegten Versuchsbedingungen. Aus den ermittelten Werten lassen sich R\u00fcckschl\u00fcsse auf Vorkehrungen zum Brand- und Explosionsschutz ziehen.<\/p>\n

    \"korrosionsschutz-loesemittelfreie-oele\"<\/a><\/p>\n

    Um von L\u00f6semitteln verursachte Gesundheits- und Umweltgefahren einzusch\u00e4tzen, werden die Ergebnisse von Studien zur Wirkung der betreffenden Stoffe auf Organismen herangezogen. Daraus leiten sich Grenzwerte f\u00fcr den Gehalt der L\u00f6semittel in der Abluft, im Abwasser und in der Atemluft an Arbeitspl\u00e4tzen ab. Au\u00dferdem ergeben sich Vorgaben f\u00fcr pers\u00f6nliche Schutzausr\u00fcstungen beim Umgang mit den betreffenden L\u00f6sungsmitteln.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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