Chemie für Nichtfachleute
Lernziele
- Definieren Sie die Löslichkeitsproduktkonstante.
- Berechnen Sie die Löslichkeitsproduktkonstante.
Einst war die gravimetrische Analyse eine wichtige analytische Technik. Ein Ion wurde aus einer Lösung ausgefällt, gereinigt und gewogen, um die Menge dieses Ions im ursprünglichen Material zu bestimmen. Ein Beispiel: Bei der Messung von Ca 2+ wurde die Probe in Wasser gelöst, das Calcium als Calciumoxalat ausgefällt, der Niederschlag gereinigt, getrocknet und das Endprodukt gewogen. Obwohl dieser Ansatz sehr genau sein kann (Atomgewichte für viele Elemente wurden auf diese Weise bestimmt), ist der Prozess langsam, mühsam und anfällig für eine Reihe von Fehlern in der Technik. Inzwischen gibt es neuere Methoden, die winzige Mengen von Calcium-Ionen in Lösung messen, ohne den langwierigen, aufwendigen gravimetrischen Ansatz.
Löslichkeitsproduktkonstante
Ionische Verbindungen haben sehr unterschiedliche Löslichkeiten. Natriumchlorid hat eine Löslichkeit von etwa 360 g pro Liter Wasser bei 25°C. Salze von Alkalimetallen neigen dazu, recht gut löslich zu sein. Am anderen Ende des Spektrums beträgt die Löslichkeit von Zinkhydroxid nur 4,2 × 10 -4 g/L Wasser bei gleicher Temperatur. Viele ionische Verbindungen, die Hydroxid enthalten, sind relativ unlöslich.
Die meisten ionischen Verbindungen, die als unlöslich gelten, lösen sich noch zu einem kleinen Teil in Wasser. Diese „meist unlöslichen“ Verbindungen gelten als starke Elektrolyte, weil der Teil der Verbindung, der sich gelöst hat, auch dissoziiert. Beispielsweise dissoziiert Silberchlorid bei Zugabe zu Wasser in geringem Maße in Silber- und Chloridionen.
Der Vorgang wird als Gleichgewicht geschrieben, weil die Dissoziation nur in geringem Maße stattfindet. Daher kann ein Gleichgewichtsausdruck für den Prozess geschrieben werden. Beachten Sie, dass das feste Silberchlorid keine variable Konzentration hat und daher nicht in den Ausdruck eingeht.
Diese Gleichgewichtskonstante wird als Löslichkeitsproduktkonstante , 
bezeichnet und ist gleich dem mathematischen Produkt der Ionen, jeweils erhöht mit der Potenz des Koeffizienten des Ions in der Dissoziationsgleichung.
Die Stöchiometrie der Formel der ionischen Verbindung gibt die Form des 
-Ausdrucks vor. Zum Beispiel ist die Formel von Calciumphosphat Ca 3 (PO 4 ) 2 . Die Dissoziationsgleichung und der -Ausdruck sind unten dargestellt:
In der folgenden Tabelle sind die Löslichkeitsproduktkonstanten für einige häufige nahezu unlösliche ionische Verbindungen aufgeführt.
| Verbindung | |
Verbindung | |
| AgBr | 5.0 × 10 -13 | CuS | 8,0 × 10 -37 |
| AgCl | 1,8 × 10 -10 | Fe(OH) 2 | 7.9 × 10 -16 |
| Al(OH) 3 | 3,0 × 10 -34 | Mg(OH) 2 | 7,1 × 10 -12 |
| BaCO 3 | 5.0 × 10 -9 | PbCl 2 | 1,7 × 10 -5 | BaSO 4 | 1.1 × 10 -10 | PbCO 3 | 7,4 × 10 -14 |
| CaCO 3 | 4,5 × 10 -9 | PbI 2 | 7.1 × 10 -9 |
| Ca(OH) 2 | 6,5 × 10 -6 | PbSO 4 | 6,3 × 10 -7 |
| Ca 3 (PO 4 ) 2 | 1,2 × 10 -26 | Zn(OH) 2 | 3.0 × 10 -16 |
| CaSO 4 | 2,4 × 10 -5 | ZnS | 3.0 × 10 -23 |
Zusammenfassung
- Die Löslichkeitsproduktkonstante ist definiert.
- Berechnungen mit Löslichkeitsproduktkonstanten werden veranschaulicht.
Praxis
Lesen Sie das Material unter dem folgenden Link und lösen Sie die Aufgaben am Ende der Lektüre: http://www.tonywhiddon.org/lhs/apchemistry/studyguides/solubility/ksp.htm
Rückblick
- Was sagt uns die ?
- Welches der in der obigen Tabelle aufgeführten Bleisalze ist am löslichsten?
- Was ist der Exponent für ein Ion in der Gleichung?