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Fällungs- und Löslichkeitsgleichgewicht

OberschuleChemieFällung oder Auflösung endlicher Mengen anhand analytischer Ionenbilanzen und fester konzentrationsbasierter Löslichkeitsprodukte bei 25 °C

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Über dieses Experiment

Mischen Sie Ionenlösungen oder geben Sie eine begrenzte Menge eines Feststoffs in Wasser, das optional ein gemeinsames Ion enthält. Bestimmen Sie nach Erreichen des Gleichgewichts die gelösten Ionen und den verbleibenden Feststoff; berücksichtigen Sie dabei die korrekte Stöchiometrie von Salzen, die zwei Anionen freisetzen.

Lernziele

  • Vergleichen Sie das anfängliche Ionenprodukt mit dem Löslichkeitsprodukt.
  • Berücksichtigen Sie bei der Fällung den stöchiometrischen Verbrauch.
  • Unterscheiden Sie zwischen dem Gleichgewicht mit überschüssigem Feststoff bei Sättigung und der vollständigen Auflösung einer begrenzten Feststoffmenge.

Anleitung

  1. 1Beginnen Sie mit Silberionen und geben Sie in kleinen Schritten Chloridlösung hinzu.
  2. 2Notieren Sie nach dem Mischen die Gleichgewichtskonzentrationen des Niederschlags und der freien Ionen.
  3. 3Vergleichen Sie Calciumfluorid mit einem Salz im Verhältnis eins zu eins und betrachten Sie den quadrierten Fluoridterm.
  4. 4Wechseln Sie zum Lösungsvorgang, entfernen Sie den Hintergrund durch das gemeinsame Ion, geben Sie es anschließend wieder hinzu und vergleichen Sie die verbleibende Feststoffmenge.

Das Modell

Das Modell verwendet eine Anionenstöchiometrie von eins oder zwei.
Hier ist s die Konzentration der Formeleinheiten, die in der festen Phase gespeichert sind.
Die Gleichgewichts-Komplementaritätsbedingung berücksichtigt sowohl ungesättigte Lösungen als auch eine überschüssige feste Phase.

Annahmen

  • Lehrwerte bei 25 °C: AgCl 1,8 mal zehn hoch minus zehn, BaSO4 1,1 mal zehn hoch minus zehn und CaF2 3,9 mal zehn hoch minus elf.
  • Konzentrationen ersetzen Aktivitäten. Komplexbildung, Säure-Base-Nebenreaktionen und Änderungen der Feststoffpolymorphie werden nicht berücksichtigt.
  • Der Lösungsmodus beginnt mit 100 mL Wasser; im Mischmodus werden die Volumina beider Stammlösungen berücksichtigt. Die Feststoffmassen werden anhand der Erhaltung berechnet, nicht durch visuelles Zählen der Körner.
  • Nach jeder Zugabe wird ein Gleichgewicht angenommen. Das Erscheinungsbild der Körner ist vergrößert dargestellt und lässt keine Rückschlüsse auf Keimbildung oder Sedimentationsgeschwindigkeit zu.

Im Unterricht ausprobieren

  1. Q1Warum kann bei vollständiger Auflösung Q unter Ksp liegen?
  2. Q2Warum wirkt sich die Zugabe desselben Anions auf Calciumfluorid anders aus als auf Silberchlorid?

Häufig gestellte Fragen

Bedeutet ein kleineres Ksp immer eine geringere molare Löslichkeit als bei einem anderen Salz?

Nein. Die Stöchiometrie beeinflusst, wie die molare Löslichkeit in das Ionenprodukt eingeht. Vergleichen Sie sowohl die Auflösungsgleichungen als auch die numerischen Ksp-Werte.

Entfernt die Fällung alle Ionen?

Nein. Bei einem Gleichgewicht mit vorhandener Feststoffphase bleiben gelöste Konzentrationen ungleich null erhalten, die das Löslichkeitsprodukt erfüllen.