Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Löslichkeitsprodukt einfach erklärt

im Videozur Stelle im Video springen

(00:11)

Das Löslichkeitsprodukt, auch KL-Wert genannt, sagt dir, was bei einer gegebenen Temperatur die maximal lösliche Menge eines Salzes in Wasser ist. Dabei handelt es sich immer um folgende Reaktion, bei der die Ionen eines Salzes von Wasser gelöst werden.

AB

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
A+ + B–

Anhand dieser Reaktion ist das Löslichkeitsprodukt auch definiert:

Löslichkeitsprodukt Definition

   

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

                                                           

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
=Löslichkeitsprodukt, c=Konzentration

Überschreitet das Produkt der beiden Konzentration der Ionen A und B das Löslichkeitsprodukt, fällt das Salz als Feststoff aus. Das Löslichkeitsprodukt gibt dir also die Sättigungskonzentration eines Salzes an.

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

direkt ins Video springen

Löslichkeitsprodukt Beispiel – Salz in Wasser

Löslichkeitsprodukt Herleitung über das Massenwirkungsgesetz

Das Löslichkeitsprodukt ist eine Vereinfachung des Massenwirkungsgesetzes, du kannst es daher auch leicht davon ableiten. Wenn du mehr zum Thema Massenwirkungsgesetz lernen möchtest, dann klicke doch hier.

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

 a=Aktivität; i=Stoffindex;

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
=Stöchiometrie Koeffizient

Nun schau dir als nächstes eine typische Lösungsreaktion an:

                              

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

           z.B.        

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
 
Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Dann lautet das Massenwirkungsgesetz so:

                             

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

oder für

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
:
Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Wie immer beim Massenwirkungsgesetz, musst du auch hier darauf achten, dass die stöchiometrischen Koeffizienten berücksichtigt sind! Im nächsten Schritt kannst du die Aktivität deines Feststoffes, also

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
bzw.
Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
gleich 1 setzen. Danach ersetzt du noch die Aktivitäten durch Konzentrationen, weil dies für stark verdünnte Lösungen eine gute Näherung darstellt. Dann erhältst du die Löslichkeitskonstante:

                                             

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

bzw.                                   

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Molare Löslichkeit

Neben dem Löslichkeitsprodukt existiert auch noch eine etwas griffigere Definition der Löslichkeit eines Feststoffes: die molare Löslichkeit. Sie gibt dir die Löslichkeit nicht nur als Produkt zweier Ionen-Konzentrationen an, sondern liefert einen realen Wert, wie viel Mol pro Liter eines Salzes im Wasser löslich sind. Diese molare Löslichkeit leitet sich auf recht einfache Weise aus der Löslichkeitskonstante ab:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

 

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Außerdem weißt du, dass die Konzentration des Ions A das 2-fache der Salzkonzentration sein muss, da ja bei der Reaktion durch 1 mol Salz 3 mol an Ion A entstehen. Wiederum gilt für Ion B, dass dessen Konzentration das 3-fache der Salzkonzentration sein muss, da ja bei der Lösungsreaktion aus 1 mol Salz 3 mol Ion B entstehen.

                                                                    c(

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
)= 2 c(Salz)

                                                                    c(

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
}= 3 c(Salz)

Das musst du nun in die Definition des Löslichkeitsprodukts einsetzen und erhältst dann:

                                                           

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

                                                                               c(Salz)=

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

oder allgemeiner:

c(Salz)=

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Löslichkeitsprodukt Einheit

Vielleicht ist dir schon aufgefallen, dass die Einheiten des Löslichkeitsprodukt variieren können, je nachdem welches Salz man betrachtet. So hat zum Beispiel NaCl die folgende Einheit:

 

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
Einheit:
Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Das Löslichkeitsprodukt für

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
sieht dagegen folgendermaßen aus:

                                                       

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
Einheit:
Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Die Einheit des Löslichkeitsprodukt richtet sich also immer nach den stöchiometrischen Koeffizienten der Ionen in der Lösung. Aufgrund dieser verschiedenen Einheiten kannst du die Löslichkeitsprodukte zweier Salze nur bei gleicher Einheit mit einander vergleichen.

Gesättigte Lösung Definition und berechnen

Die Definition einer gesättigten Lösung ist, dass die maximal mögliche Menge an Salz in der vorliegenden Flüssigkeit, meist Wasser, gelöst ist. Wenn du jedoch noch mehr Salz hinzugeben würdest, würde dieses nicht mehr gelöst werden, bzw. dieselbe Menge würde als Feststoff ausfallen.

Die Sättigungskonzentration kannst du leicht über das Sättigungsprodukt herausfinden. Nimm an, du hättest zum Beispiel folgende Reaktionsgleichung von AgCl:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Dann brauchst du noch das Löslichkeitsprodukt von AgCl:

 

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Da die Konzentration der Silber-Ionen gleich der Konzentration der Chlorid Ionen sein muss, kannst du auch schreiben:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Nun musst du nur noch die Wurzel ziehen und erhältst die Sättigungskonzentration:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Löslichkeitsprodukt berechnen

im Videozur Stelle im Video springen

(03:24)

Nun willst du am Ende bestimmt auch wissen, wie man mit dem Löslichkeitsprodukt rechnet. Dafür schaust du dir am besten folgendes Beispiel an.

Löslichkeitsprodukt Bariumsulfat

Als erstes Beispiel kannst du dir das Bariumsulfat (

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
) anschauen. Du möchtest herausfinden, wie viel Gramm Bariumsulfat in 1l Wasser löslich ist und was die maximalen Konzentrationen der Ionen in Lösung sind. Um das herauszufinden, stellst du erst die Reaktionsgleichung auf:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Demnach müsste dein Löslichkeitsprodukt folgendermaßen aussehen:

                                                              

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Das Löslichkeitsprodukt ist eine Konstante und du kannst sie leicht nachschlagen. Für 25ºC beträgt es:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
= 10-10 mol2/l2

Da die Konzentration von Barium-Ionen genauso groß sein muss wie die der Sulfat-Ionen, kannst du auch schreiben:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Daher kannst du durch einfaches Wurzelziehen schon die maximalen Konzentrationen der Ionen in Lösung herausfinden:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Nun brauchst du noch das maximal lösliche Gewicht an Salz, dafür verwendest du die molare Löslichkeit, die besonders einfach ist, da es nur 1 als stöchiometrische Koefizienten gibt:

 

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Wenn du die molare Löslichkeit kennst, brauchst du sie nur noch mit der molaren Masse multiplizieren, um zu wissen wie viel Gramm pro Liter löslich sind:

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen
=  L*M

                                          m=Massenlöslichkeit; L=molare Löslichkeit; M=Molare Masse

                                         

Wieso erniedrigt sich die löslichkeit bei zugabe gleicher ionen

Löslichkeitsprodukt Tabelle

Zum Abschluss findest du hier noch die Löslichkeitsprodukte einiger, gängiger Salze, wie von AgCl oder Calciumsulfat, in einer Tabelle zusammengefasst:

Salz Löslichkeitsprodukt
AgCl 2*10-10 mol2/l2
Ag2S 6*10-51 mol3/l3
CaF2 4*10-11 mol3/l3
BaSO4 10-10 mol2/l2
CaCO3 5*10-9 mol2/l2
Mg(OH)2 10-11 mol3/l3
Fe(OH)2 10-15 mol2/l2
CaSO4 2*10-5 mol2/l2
HgS 10-54 mol2/l2

Beliebte Inhalte aus dem Bereich Chemische Reaktionen

Was beeinflusst die Löslichkeit?

Die Löslichkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, der Art des gelösten Stoffs, dem Lösungsmittel, der Temperatur und dem pH-Wert der Lösung und eventuellen Zusätzen. So kann die Löslichkeit durch Zugabe von Säuren oder Komplexbildnern beeinflusst werden.

Welche Ionen sind gut löslich?

Die Schwerlöslichkeit bestimmter Salze wird für den analytischen Nachweis vieler Ionen genutzt; daher sollen einige Faustregeln zur Löslichkeit angegeben werden: Acetate, Nitrate und Perchlorate sind im allgemeinen leicht löslich. Hydroxide, Carbonate und Sulfide sind im allgemeinen schwer löslich.

Warum steigt die Löslichkeit von Salzen mit steigender Temperatur?

Die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit erklärt sich durch die energetischen Verhältnisse beim Lösungsvorgang. Stoffe, die sich endotherm lösen, sind bei höherer Temperatur besser löslich, das heißt ihre Sättigungskonzentration ist höher.

Welchen Einfluss hat ein Gleichioniger Zusatz auf die Lösung eines Elektrolyten?

Ein gleichioniger Zusatz verringert also die Löslichkeit des Stoffes AB. Deshalb wird in der Gravimetrie ein Überschuß des Fällungsmittels eingesetzt.