Warum löst sich Zucker in heißem Wasser besser auf als in kaltem Wasser?

Sie kennen das: ein Stück Würfelzucker löst sich in einem heißen Kaffee viel leichter auf als in einem Glas Limonade. Doch warum ist das eigentlich so?

Das Auflösen von Zucker in einem Lösungsmittel ist ein endothermer Prozess, der die Zufuhr von Wärme erfordert. In einer heißen Flüssigkeit sind die Wassermoleküle stärker aufgewühlt als in kaltem Wasser. Sie bewegen sich schneller, was zu häufigeren Stößen mit den Zuckermolekülen führt. Die Zuckermoleküle werden daher schnell zerfallen, sich im Wasser verteilen und eine homogene Lösung bilden.

Dies gilt übrigens auch für die meisten löslichen Feststoffe, wie z. B. Salz, das in einem Topf mit kochendem Wasser schneller schmilzt. Durch den gleichen Prozess fördert heißes Wasser auch die Diffusion der Teemoleküle, sodass der Tee schneller zubereitet werden kann als beispielsweise mit kaltem Wasser. Es ist zu beachten, dass die Menge des Zuckers, die in Wasser aufgelöst werden kann, auch mit der Temperatur zunimmt: Bei 20°C ist es also möglich, 2 kg Zucker pro Liter Wasser aufzulösen, bei 90°C können jedoch bis zu 4 kg Zucker pro Liter Wasser zugegeben werden.

Bei Gasen ist das genau anders herum

Umgekehrt sind Gase in heißem Wasser weniger gut löslich als in kaltem Wasser. Das Lösen von Gas in Wasser ist nämlich exotherm: Das Gas erzeugt beim Lösen Wärme, die die Bewegung der Wassermoleküle erhöht. Dabei stoßen die Wassermoleküle mit den Gasmolekülen zusammen, die daraufhin zerfallen und in die Luft entweichen. Deshalb müssen Erfrischungsgetränke im Kühlschrank aufbewahrt werden, damit die maximale Menge an CO2 im Inneren bleibt. Wenn man einmal genauer darüber nachdenkt, ist das auch ein echtes Problem für die Lebewesen in den Weltmeeren. Denn durch die stetige Erwärmung des Ozeans haben sie auch immer weniger Sauerstoff zum Atmen.

Es handelt sich hierbei natürlich um vereinfachte Erklärungen, da in der Realität viele andere Phänomene ins Spiel kommen, wie z. B. die Flüssigkeitsentropie. Und es gibt auch Ausnahmen, wie Calciumcarbonat und Calciumsulfat, deren Löslichkeit mit der Temperatur abnimmt.

Urhebender Autor: Céline Deluzarche