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5 Salz-Lösungen
5.1 Allgemeines und Begriffe
Unter dem Lösungsmittel oder Solvens versteht man im Allgemeinen die Komponente einer Lösung
mit dem grössten Mengenanteil; die übrigen Komponenten sind die gelösten Stoffe.
Manche Substanzen bilden miteinander Lösungen in jedem beliebigen Mischungsverhältnis
(vollständige Mischbarkeit). Gase sind immer beliebig miteinander mischbar und auch für manche
Komponenten von flüssigen oder festen Lösungen gilt dies. Meistens ist die Menge eines Stoffes, die
sich in einem Lösungsmittel lösen lässt, jedoch begrenzt. Die Löslichkeit eines Stoffes entspricht der
maximalen Stoffmenge, die sich bei gegebener Temperatur unter Bildung eines stabilen Systems in
einer bestimmten Menge eines gegebenen Lösungsmittels lösen lässt.
Die Menge eines gelösten Stoffes in einer bestimmten Menge Lösung ist seine Konzentration.
Lösungen, die nur eine kleine Menge gelösten Stoff enthalten, nennt man verdünnte Lösungen. Eine
konzentrierte Lösung hat eine relativ hohe Konzentration.
Wenn man einem flüssigen Lösungsmittel eine grössere Menge eines Stoffes zufügt, als sich darin
lösen kann, so stellt sich ein Gleichgewicht zwischen der Lösung und dem ungelösten Rest des
Stoffes ein. Der ungelöste Stoff kann fest, flüssig oder gasförmig sein. Einen festen ungelösten Stoffrest
nennt man Bodenkörper. Im Gleichgewichtszustand geht ständig ungelöster Stoff in Lösung während
gelöster Stoff gleich schnell aus der Lösung ausgeschieden wird. Die Konzentration in der Lösung bleibt
dabei konstant. Eine Lösung dieser Art wird gesättigte Lösung genannt, und die zugehörige
Konzentration entspricht der Löslichkeit des betreffenden Stoffes.
Das zwischen einer gesättigten Lösung und dem überschüssigen, ungelösten Stoff ein dynamisches
Gleichgewicht besteht, lässt sich experimentell zeigen: Bei einem Bodenkörper aus kleinen Kristallen,
der in Kontakt zu einer gesättigten Lösung steht, kann man eine Veränderung der Gestalt und Grösse
der Kristalle beobachten. Dabei verändert sich weder die Konzentration der gesättigten Lösung noch
die Menge des Bodenkörpers.
Eine ungesättigte Lösung hat eine geringere Konzentration als eine gesättigte Lösung. In einer
übersättigten Lösung ist die Konzentration höher als in der gesättigten Lösung. Übersättigte
Lösungen sind metastabil; bei Zusatz eines Keimes scheidet sich der über die Sättigungsmenge
hinausgehende Überschuss des gelösten Stoffes aus. Keime können zum Beispiel Staubteilchen sein.
Besonders gute Keime sind Impfkristalle; das sind Kristalle des Stoffes, der in Lösung ist.
Aufgabe: Sie haben im Grundlagenfach Kristalle gezüchtet. Versuchen Sie nun in Wort und Bild diese
Theorie und die dazugehörigen Fachbegriffe anzuwenden, indem Sie das Entstehen dieser Salzkristalle
Schritt für Schritt erklären.
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5.2 Die Löslichkeit von Salzen in Wasser: Das Löslichkeitsprodukt (Ionenprodukt)
Viele Salze sind in Wasser zumindest geringfügig löslich. Wenn ein schwerlösliches Salz mit Wasser in
Kontakt gebracht wird, so stellt sich nach einiger Zeit ein Gleichgewicht ein, bei dem die
Geschwindigkeit der Auflösung und die Geschwindigkeit der Wiederausscheidung gleich gross sind. Die
Lösung ist dann gesättigt. So existiert zum Beispiel ein Gleichgewicht zwischen festem Silberchlorid
und einer gesättigten Lösung von Silberchlorid:
Festes AgCl in Wasser:
Ag + Cl - (s) Ag + (aq) + Cl - (aq)
(s)= solid = fest
(aq)= aquatisiert/ hydratisiert
L = Löslichkeitsprodukt = [Ag + (aq)] * [Cl - (aq)] = konstant
[ ] = Konzentration in Mol Ionen/Liter Wasser
Die Konstante L wird das Löslichkeitsprodukt genannt. Die lonenkonzentrationen [Ag + (aq)] und [Cl - (aq)]
sind die Konzentrationen (in Mol/Liter) in der gesättigten Lösung bei gegebener Temperatur. Da die
Löslichkeit meist von der Temperatur abhängt, ändert sich der Zahlenwert für L mit der Temperatur.
Eine Tabelle von Löslichkeitsprodukten bei 25°C findest du im Anhang.
Beispiel: Bei 25°C lösen sich 0.00188g AgCl in einem Liter Wasser. Wie gross ist das
Löslichkeitsprodukt?
Lösung:
1Mol AgCl = 143,32g
1,31·10 -5 Mol AgCl = 0,00188g Das bedeutet, dass in 0,00188g AgCl
1,31·10 -5 Mol Ag + -Ionen und 1,31·10 -5 Mol Cl - -Ionen vorhanden sind.
Diese 0,00188g AgCl sind in einem Liter Wasser gelöst. Dieser Liter Wasser enthält somit
1,31·10 -5 Mol Ag + (aq) und 1,31·10 -5 Mol Cl - (aq).
Festes AgCl in Wasser:
Ag + Cl - (s)
in H 2 O
Ag + (aq) + Cl - (aq)
L = [Ag + (aq)] · [Cl - (aq)]
L = 1,31·10 -5 mol/l · 1,31·10 -5 mol/l = 1,71·10 -10 mol 2 /l 2
Aufgabe: Wieviele g CaCO 3 (Kalk) lösen sich bei 25°C in einem Liter Wasser auf?
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5.3 Das Löslichkeitsprodukt für einige Salze
Bromide
PbBr 2
Hg 2 Br 2
AgBr
Carbonate
BaCO 3
CdCO 3
CaCO 3
CuCO 3
FeCO 3
PbCO 3
MgCO 3
MnCO 3
Hg2CO 3
NiCO 3
Ag 2 CO 3
SrCO 3
ZnCO 3
Chloride
PbCl 2
Hg 2 Cl 2
AgCl
Chromate
BaCrO 4
PbCrO 4
Hg2CrO 4
Ag2CrO 4
SrCrO 4
Fluoride
BaF 2
CaF 2
PbF 2
MgF 2
SrF 2
Hydroxide
Al(OH) 3
Ba(OH) 2
Cd(OH) 2
Ca(OH) 2
Cr(OH) 3
Co(OH) 2
Co(OH) 3
Cu(OH) 2
Fe(OH) 2
Fe(OH) 3
Pb(OH) 2
Mg(OH) 2
Mn(OH) 2
Hg(OH) 2 [HgO]
Ni(OH) 2
Ag(OH) [Ag 2 O]
Sr(OH) 2
Sn(OH) 2
Zn(OH) 2
4,6∙10 -6
1,3∙10 -22
5,0∙10 -13
1,6∙10 -9
5,2∙10 -12
4,7∙10 -9
2,5∙10 -10
2,1∙10 -11
1,5∙10 -15
1∙10 -5
8,8∙10 -11
9,0∙10 -17
1,4∙10 -7
8,2∙10 -12
7∙10 -10
2∙10 -10
1,6∙10 -5
1,1∙10 -18
1,7∙10 -10
8,5∙10 -11
2∙10 -16
2∙10 -9
1,9∙10 -12
3,6∙10 -5
2,4∙10 -5
3,9∙10 -11
4∙10 -8
8∙10 -8
7,9∙10 -10
5∙10 -33
5,0∙10 -3
2,0∙10 -14
1,3∙10 -6
6,7∙10 -31
2,5∙10 -16
2,5∙10 -43
1,6∙10 -19
1,8∙10 -15
6∙10 -38
4,2∙10 -15
8,9∙10 -12
2∙10 -13
3∙10 -26
1,6∙10 -14
2,0∙10 -8
3,2∙10 -4
3∙10 -27
4,5∙10 -17 Iodide
PbI 2
Hg 2 I 2
AgI
Oxalate
BaC 2 O 4
CaC 2 O 4
PbC 2 O 4
MgC 2 O 4
Ag 2 C 2 O 4
SrC 2 O 4
Phosphate
Ba(PO 4 ) 2
Ca 3 (PO 4 ) 2
Pb 3 (PO 4 ) 2
Ag 3 PO 4
Sr 3 (PO 4 ) 2
Sulfate
BaSO 4
CaSO 4
PbSO 4
Ag2SO 4
SrSO 4
Sulfide
Bi2S 3
CdS
CoS
CuS
FeS
PbS
MnS
HgS
NiS
Ag2S
SnS
ZnS
Verschiedene
NaHCO 3
KlO 4
K 2 [PtCl 6 ]
Ag[CH 3 CO 2 ]
AgCN
AgSCN
8,3∙10 -9
4,5∙10 -29
8,5∙10 -17
1,5∙10 -8
1,3∙10 -9
8,3∙10 -12
8,6∙10 -5
1,1∙10 -11
5,6∙10 -8
6∙10 -39
1,3∙10 -32
1∙10 -54
1,8∙10 -18
1∙10 -31
1,5∙10 -9
2,4∙10 -5
1,3∙10 -8
1,2∙10 -5
7,6∙10 -7
1,6∙10 -72
1,0∙10 -28
5∙10 -22
8∙10 -37
4∙10 -19
7∙10 -29
7∙10 -16
1,6∙10 -54
3∙10 -21
5,5∙10 -51
1∙10 -26
2,5∙10 -22
1,2∙10 -3
8,9∙10 -3
1,4∙10 -6
2,3∙10 -3
1,6∙10 -14
1,0∙10 -12
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