91Redoxreaktionen – Elektrochemie ERW EITERUNG·VERTIEFUNG·ANW ENDUNG Fällungsgleichgewicht und Löslichkeitsprodukt Chemisches Gleichgewicht an der Phasengrenze festflüssig Beim Lösen eines Salzes gehen die Ionen des Ionengitters so lange als hydratisierte Ionen in Lösung, bis eine bestimmte Ionenkonzentration in der wässrigen Lö sung erreicht ist: Es liegt dann eine gesättigte Lösung vor. Aus einer klaren gesättigten Lösung lässt sich umgekehrt das feste Salz ausfällen, entweder durch Konzentrationserhöhung eines der beteiligten Ionen (LV1, V2, V3, LV4) oder aber durch Temperaturänderung (LV4). Die Beobachtungen beim Lösen und Ausfällen eines Salzes können durch die Einstellung eines Gleichgewichts zwischen Bodensatz und gelösten Ionen er klärt werden. Das Massenwirkungsgesetz lässt sich für das Lösungsgleichgewicht von Bleiiodid wie folgt formulieren: PbI2(s) Pb2+(aq) + 2 I–(aq) Kc = Da man die Konzentration des festen Salzes im Bodensatz als konstant ansehen kann, bezieht man diesen Wert in die Konstante Kc mit ein und definiert eine neue Konstante, das Löslichkeitsprodukt KL (B3). Für Bleiiodid ist KL(PbI2) = c(Pb2+) · c2(I–). Für ein Salz AmBn ist das Löslichkeitsprodukt KL (AmBn) = cm(Aa+) · cn(Bb–). Beispiele zur Berechnung 1. Berechnen Sie die Konzentrationen der Silber-Ionen und der Chlorid-Ionen in einer Silberchlorid-Lösung mit Bodenkörper. 2. Berechnen Sie die minimale Konzentration, in der man Chlorid-Ionen mit Silbernitrat-Lösung nachweisen kann, wenn nach dem Zusatz für die Silber-Ionen gilt: c(Ag+) = 0,1 mol/L. Lösungen Zu 1. Das Lösungsgleichgewicht lautet: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl–(aq); KL = c(Ag+) · c(Cl–) B3 ist zu entnehmen: KL(AgCl) = 1,7 · 10–10 mol2 · L–2. Für die Faktoren des Ionenprodukts gilt: c(Ag+) = c(Cl–); daraus folgt: KL = c2(Ag+). Freistellen von c(Ag+) und Einsetzen des Zahlenwerts: c(Ag+) = KL(AgCl) = 1,7 · 10–10 mol2 · L–2 = 1,304 · 10–5 mol · L–1. Zu 2. Mit KL = c(Ag+) · c(Cl–), den Werten für KL aus B3 und für c(Ag+) (Aufgabenstellung) gilt: c(Cl–) = = = 1,7 · 10–9 mol · L–1. Aufgabe A4 Berechnen Sie die Masse des Niederschlags, der sich beim Vereinigen von 50 mL Silbernitrat-Lösung, c(AgNO3) = 0,1 mol/L, mit 50 mL NatriumchloridLösung, c(NaCl) = 0,1 mol/L, bildet. Stoff (Verhältnisformel) KL (25 °C) Fluoride CaF2 3,9 · 10–11 mol3 · L–3 Chloride PbCl2 1,6 · 10–5 mol3 · L–3 AgCl 1,7 · 10–10 mol2 · L–2 Bromide PbBr2 4,6 · 10–6 mol3 · L–3 AgBr 5,0 · 10–13 mol2 · L–2 Iodide PbI2 8,3 · 10–9 mol3 · L–3 AgI 8,5 · 10–17 mol2 · L–2 Sulfate CaSO4 2,4 · 10–5 mol2 · L–2 BaSO4 1,5 · 10–9 mol2 · L–2 PbSO4 1,6 · 10–8 mol2 · L–2 Ag2SO4 1,2 · 10–5 mol3 · L–3 Carbonate CaCO3 4,7 · 10–9 mol2 · L–2 MgCO3 1 · 10–15 mol2 · L–2 Lösevorgang in Wasser Fällungsvorgang c(Pb2+) · c2(I–) c(PbI2) B3 Löslichkeitsprodukte einiger schwerlöslicher Salze bei 25°C KL(AgCl) c(Ag+) 1,7 · 10–10 mol2 · L–2 10–1 mol · L–1 3377_01_01_2012_Kap2_058_123 23.09.14 06:27 Seite 91 Nu r z u Pr üf zw ec k n Ei ge nt um d es C .C . B uc hn er V er la gs