Das Chemische Gleichgewicht - Institut für Anorganische Chemie

17
3 Fällungs- und Löslichkeitsgleichgewichte
Dieser Anwendungsbereich des Massenwirkungsgesetzes ist besonders wichtig beim qualitativen
und quantitativen Nachweis von Ionen, da die Fällung ganzer Gruppen von
verschiedenen Ionen vom Löslichkeitsprodukt der gefällten Verbindungen abhängt. Die
Schwerlöslichkeit gewisser Verbindungen ist ein Garant dafür, dass diese Verbindungen als
Gesteine/Mineralien in der Natur vorkommen.
3.1 Herleitung des Löslichkeitsproduktes aus dem
Massenwirkungsgesetz:
Allgemein gilt, dass Ionen der Sorte A m+ und B n− nur bis zu einer bestimmten Konzentration
zusammen in Lösung gehalten werden können. Steigt die Konzentration einer
dieser Komponenten über diesen Punkt hinaus an, dann bildet sich ein Niederschlag A n B m
(sog. Fällung). Es wird ein fester Bodenkörper gebildet und damit ist die Lösung mit
A m+ - und B n− -Ionen gesättigt. Der Punkt an dem die Fällung eintritt, wird durch das
Löslichkeitsprodukt bestimmt. Als Löslichkeit (L) eines Salzes A n B m bezeichnet man die
im Lösungsmittel gelöste Menge (nicht scharf als Teilchenzahl oder Masse definiert) des
betrachteten Stoffs.
A n B m ⇌ n ⋅ A m+ + m ⋅ B n−
K = [Am+ ] n ⋅[B n− ] m
[A nB m]
Sobald ein fester Bodenkörper vorhanden ist, bleibt damit die Konzentration an A n B m
konstant und kann in die Gleichgewichtskonstante K mit einbezogen werden, bzw. [A n B m ]
wird zu 1 gesetzt.
K L(AnB m) = c n (A m+ ) ⋅ c m (B n− ) = [A m+ ] n ⋅ [B n− ] m
Dimension des Löslichkeitsproduktes: ( mol
l
) m+n
3.2 Berechnung der Löslichkeit in Abhängigkeit des
Löslichkeitsprodukts
1:1-Elektrolyt
Allgemein Beispiel: AgCl ⇌ Ag + + Cl –
K L = [A + ] ⋅ [B − ] K L = [Ag + ] ⋅ [Cl − ]
L = [A + ] = [B − ] (in mol
l
) L = [Ag + ] = [Cl − ]
↪ K L = L 2
K L(AgCl) = 1, 7 ⋅ 10 −10
↪ L = √ K L
L = √ 1, 7 ⋅ 10 −10 = 1, 3 ⋅ 10 −5