KL = 25

Q = 5∙5=25 = KL

Gleichgewichtgesättigte Lösung

Q = 3∙3= 9 < KL

kein Gleichgewichtungesättigte Lösung

Q = 7∙7= 49 > KL

kein Gleichgewichtübersättigte Lösung Fällung

gesättigte Lösung übersättigte Lösung gesättigte Lösungc(A) . c(B) = KL c(A) . c(B) > KL c(A) . c(B) = KL

4 . 4 = 16 = KL 4 . 10 = 40 2 . 8 = 16=KL

AB gelöst in Wasser Zugabe von 6 B Fällung von AB

Löslichkeitsgleichgewicht

21. Mg(OH)2(s) Mg(OH)2(aq)

c0 (mol·l–1) konst. 0

c (mol·l–1) konst x

Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)

c0 (mol·l–1) konst. 0 0

c (mol·l–1) konst x 2x

n m . gc(Mg(OH) (aq)) . mol l

V M V . g mol l

c(Mg ) . mol l c(OH ) . mol l

34 1

2 1

2 4 1 4 1

8 076 101 38 10

58 3 1

1 38 10 2 1 38 10

KL = c(Mg2+) . c2(OH-)= 1.38 10 4 ∙(2 1.38∙10 4)2 = 1.05 10 11 mol3∙l–3

Mg2+

OH–

Mg(OH)2(aq)

19. CaF2(s) Ca2+(aq) + 2 F-(aq)a

c(mol · l–1) konst. x 2x

L

-4 -1L

-4 -1

(Ca ) (F )

(Ca ) (F )

K c c x ( x) x

K .x 2.13 10 mol l

c 2.13 10 mol l c x . mol l

2

2

2 2 3

111 3

3

4 1

2 4

3 9 104 4

2 4 26 10

22.

21. AgOH(s) Ag+(aq) + OH-(aq)

c (mol · l–1) konst. x x

AgOH(s) AgOH(aq)

c (mol · l–1) konst. x

L L(Ag ) (OH ) (AgOH)

(AgOH) (AgOH) (AgOH) (AgOH) (AgOH) (AgOH)

(AgOH)

K c c x c x K . mol l

m n M c V M

m . mol l . l . g mol . g

2 8 4 1

4 1 1 3

2 10 1 41 10

1 41 10 0 3 124 9 5 28 10

24.

Q = 42∙2=84 = KL

Gleichgewichtgesättigte Lösung

Q =9∙9=81≈KL

gesättigte Lösung

AC: schwer löslich, KL = 84

C

A

Löslichkeit von AC in reinem Wasser

Q = 42∙2=84 = KL

Gleichgewicht, gesättigte Lösung

AC: KL = 84

c(A) = 40c(B) = 40

B

A

Löslichkeit von schwerlöslichem AC in AB-Lösung

Welche Stoffmenge Bariumsulfat löst sich in einem Liter einer Bariumchlorid-Lösung mit einer Bariumchlorid-Konzentration von 0.01 mol . l-1 noch gerade auf?

BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42–(aq)

co (mol . l-1) konst. 0.01 0

c (mol . l-1) konst. 0.01+x x

BaCl2 gut löslich, hat sich vollständig aufgelöst

c(BaCl2(aq)) = 0.01 mol . l-1 c(Ba2+) = 0.01 mol . l-1 und c(Cl-) = 0.02 mol . l-1

BaSO4 schwer löslich, KL = 10-10

10 -8 -1LK (0.01 x)x 10 x = 10 mol l

x=c(SO42-) = c(BaSO4(aq)) = 10-8 mol . l-1

26.

+

AB(aq) + CD(aq) AD(s) + CB(aq)

A+(aq) + B–(aq) + C+(aq) +D– (aq) AD (s) + C+(aq) + B– (aq)

AD schwer löslich: KL = 4

— 1 Liter — 1 Liter

— 2 Liter

1) NaCl(aq) + AgNO3(aq) AgCl(s) + NaNO3(aq)

Na+(aq) + Cl–(aq) + Ag+(aq) + NO3–(aq) AgCl(s) + Na+(aq) + NO3

– (aq)

2) 2 KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) PbI2(s) + 2 KNO3(aq)

2 K+(aq) + 2 I–(aq) + Pb2+(aq) + 2 NO3–(aq) PbI2(s) + 2K+(aq) + 2NO3

– (aq)

3) CuSO4(aq) + 2 NaOH(aq) Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq)

Cu2+(aq) + SO42–(aq) + 2 Na+(aq) + 2 OH–(aq) Cu(OH)2(s) + 2Na+(aq) + SO4

2–(aq)

4) 2 AgNO3(aq) + K2CrO4(aq) Ag2CrO4(s) + 2 KNO3(aq)

2 Ag+(aq) + 2 NO3–(aq) + 2 K+(aq) + CrO4

2–(aq) Ag2CrO4(s) + 2K+(aq) + 2NO3– (aq)

5) 3 CaCl2(aq) + 2 Na3PO4(aq) Ca3(PO4)2(s) + 6 NaCl(aq)

3 Ca2+(aq) + 6 Cl–(aq) + 6 Na+(aq) + 2 PO43–(aq) Ca3(PO4)2(s) + 6 Na+(aq) + 6 Cl–(aq)

6) Ba(NO3)2(aq) + Na2SO4(aq) BaSO4(s) + 2 NaNO3(aq)

Ba2+(aq) + 2 NO3– (aq) + 2 Na+(aq) + SO4

2–(aq) BaSO4(s) + 2 Na+(aq) + 2 NO3– (aq)

7) CaCl2(aq) + K2CO3(aq) CaCO3(s) + 2 KCl(aq)

Ca2+(aq) + 2 Cl– (aq) + 2 K+(aq) + CO32–(aq) CaCO3)2(s) + 2 K+(aq) + 2 Cl– (aq)

8) 3 AgNO3(aq) + Na3PO4(aq) Ag3PO4(s) + 3 NaNO3(aq)

3 Ag+(aq) + 3 NO3–(aq) + 3 Na+(aq) + PO4

3–(aq) Ag3PO4(s) (s) + 3 Na+(aq) + 3 NO3– (aq)

9) 3 MgBr2(aq) + 2 Na3PO4(aq) Mg3(PO4)2(s) + 6 NaBr(aq)

3 Mg2+(aq) + 6 Br–(aq) + 6 Na+(aq) + 2 PO43–(aq) Mg3(PO4)2(s) + 6 Na+(aq) + 6 Br–(aq)

20. NaCl(aq) + AgNO3(aq) NaNO3(aq) + AgCl(s)

Na+(aq) + Cl (aq) + Ag+(aq) + NO3 (aq) Na+(aq) + NO3

(aq) + AgCl(s)

cL 1 1 1 1 VL V V

cM 0.5 0.5 0.5 0.5 VM 2V

a)

L L L LM M

M M

L LL LM M

M M

c (Na ) V c (Cl ) Vmol l V mol l Vc (Na ) . mol l c (Cl ) . mol l

V V V V

c (NO ) Vc (Ag ) V mol l V mol l Vc (Ag ) . mol l c (NO ) . mol l

V V V V

1 11 11 1 1 1

1 11 2 3 22 2

3

1 10 5 0 5

2 2

1 10 5 0 5

2 2

M M LQ c (Ag ) c (Cl ) . mol l . mol l . mol l K Fällung

1

1 1 2 2 100 5 0 5 0 25 2 10

b) Lc(Ag ) c(Cl ) K . mol l 10 5 12 10 1 41 10

23.

22. 2 NaCl(aq) + Pb(NO3)2(aq) 2 NaNO3(aq) + PbCl2(s)

2Na+(aq) + 2Cl (aq) + Pb2+(aq) + 2NO3 (aq) 2 Na+(aq) + 2 NO3

(aq) + PbCl2(s)

cL 1 1 0.1 0.2 VL 0.1 0.5

cM .0 16 .0 16 .0 083 .0 16

VM 0.6

L L L LM M

M M

L LL LM M

M M

c (Na ) V c (Cl ) Vmol l . l mol l . lc (Na ) . mol l c (Cl ) . mol l

V . l V . l

c (NO ) Vc (Pb ) V . mol l . l .c (Pb ) . mol l c (NO )

V . l V

1 11 11 1 1 1

2 12 1 2 3 22 2

3

1 0 1 1 0 10 16 0 16

0 6 0 6

0 1 0 5 00 083

0 6

M M L

.. mol l

.

Q c (Pb ) c (Cl ) . mol l ( . mol l ) . mol l K Fällung von PbCl

1

2 2 1 1 2 3 3 32

2 0 50 16

0 6

0 083 0 16 2 31 10

25.

In der mechanischen Stufe einer Kläranlage wird Phosphat (Natriumphosphat) mit Hilfe von Eisen(III)sulfat ausgefällt. 10‘000 Liter Abwasser mit einer Natriumphosphat-Konzentration von 0.05 mol . l-1 werden mit 400 Liter Fällungs-lösung mit einer Eisen(III)sulfat-Konzentration von 2 mol . l-1 versetzt. Berechne, ob es zu einer Phosphat-Fällung kommt und wie gross die Phosphat-Konzentration in der Mischlösung ist. (Eisen(III)phosphat: KL = 1.3∙10-22)

2 Na3PO4(aq) + Fe2(SO4)3(aq) 2 FePO4(s) + 3 Na2SO4(aq)

6Na+(aq) + 2PO43–(aq) + 2Fe3+(aq) + 3SO4

2–(aq) 2 FePO4(s) + 6Na+(aq) + 3SO42–(aq)

cL 0.15 0.05 4 6

VL 10‘000 400

cM 0.144 0.0480 0.153 0.23

VM 10‘400 Liter

Q =c(Fe3+) . c(PO43-) = 0.048 0.153 = 7.34 . 10–3 >> KL = 1.3∙10-22

praktisch vollständige Ausfällung von PO43- als FePO4.

223 22 1L

4 3

K 1.3 10c(PO ) 8 10 mol l

0.153c(Fe )

27.

a) Zeige durch Rechnung, ob die Cd2+-Ionen durch Mischung der beiden Lösungen weitgehend ausgefällt werden können.

b) Berechne die Cd2+-Konzentration in der Mischlösung.

172 16 1L

2 2

K 10c(Cd ) 3 10 mol l

c (OH ) 0.18

Aus Industrieabwasser müssen Schwermetall-Ionen entfernt werden, bevor das Abwasser in eine öffentliche Kläranlage eingeleitet werden darf. Eine Firma hat 100 Liter Cadmiumnitrat-Lösung mit co(Cd(NO3)2)= 0.01 mol . l-1 zu entsorgen. Aus einem anderen Prozess stammen 25 Liter Abfallnatronlauge mit co(NaOH) = 0.9 mol . l-1.

Cd2+(aq) + 2NO3–(aq) + 2Na+(aq) + 2OH–(aq) Cd(OH)2(s) + 2Na+(aq) +

2NO3–(aq)

cL 0.01 0.02 0.9 0.9

VL 100 25

cM 0.008 0.016 0.18 0.18

VM 125 Liter

Q =c(Cd2+) . c(OH-)2 = 0.008 0.182 = 2.6 . 10–4 >> KL = 10-17

praktisch vollständige Ausfällung von Cd2+ als Cadmiumhydroxid.

a) Cd(NO3)2(aq) + 2 NaOH(aq) Cd(OH)2(s) + 2 NaNO3(aq)

b)

28.

2 g Bleinitrat und 2 g Kaliumiodid werden in je 500 ml Wasser aufgelöst. Die beiden Lösungen werden zusammengegeben. Tritt eine Fällung von Bleiiodid auf? Begründe die Antwort mit einer Rechnung.

Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) PbI2(s) + 2 KNO3(aq)

Pb2+(aq) + 2NO3

–(aq) + 2K+(aq) + 2I–(aq) PbI2(s) + 2K+(aq) + 2NO3

–(aq)

cL 0.0121 0.0242 0.0241 0.0241

VL 0.5 0.5

cM 0.0061 0.0121 0.0121 0.0121

VM 1 Liter

Q =c(Pb2+) . c(I-)2 = 0.0061 0.01212 = 8.93 . 10–7 > KL = 10-9

Fällung von PbI2.

M(Pb(NO3)2) = 331.2 g . mol-1 M(KI) 166 g . mol-1

13 23 2

3 2 Lösung

m(Pb(NO ) ) 2c(Pb(NO ) ) 0.0121 mol l

M(Pb(NO ) ) V 331.2 0.5

1

Lösung

m(KI) 2c(KI) 0.0241 mol l

M(KI) V 166 0.5

29.