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Transkript Fällungsreaktionen

Guten Tag und herzlich willkommen! In diesem Video geht es um "Fällungsreaktionen". Das Video gehört zur Reihe "Salzlösungen". Um ausreichende Vorkenntnisse zu erlangen, solltest du die Videos über Salzlösungen, speziell das über das Löslichkeitsprodukt gesehen haben. Ziel des Videos ist es unter anderem, ein grundlegendes Verständnis der Begriffe Fällbedingung, Fällung und Niederschlag zu erlangen.

Gliederung: 1. Fällung 2. Löslichkeitsprodukt 3. Fällbedingung und 4. Beispiele

  1. Fällung Vor uns steht ein Becherglas. Dieses ist mit Wasser gefüllt. Im Wasser befinden sich gelöste Chloridionen. Sie sind durch das Auflösen von Natriumchlorid in das Wasser gelangt. Vor uns haben wir eine klare Lösung. Zu der klaren Lösung geben wir ein Agens, welches Silberionen enthält. Im Ergebnis entsteht aus der vormals klaren Lösung ein Feststoff, der auf den Boden sinkt. Die Analyse zeigt, dass es sich dabei um das Salz Silberchlorid handelt. Den beobachteten Prozess bezeichnet man als Fällungsreaktion - oder kurz: Fällung. Die Verbindung, die Silberionen geliefert hat, ist das Fällungsmittel. Der Feststoff, der sich als Silberchlorid erwiesen hat, wird als Niederschlag bezeichnet. Nach diesem Experiment widmen wir uns der Frage: Unter welcher Bedingung geschieht eine Fällung?

  2. Löslichkeitsprodukt Das Löslichkeitsprodukt der beobachteten Fällungsreaktion Lp ist gerade das Produkt aus den Konzentrationen beider Ionen. Wir schreiben somit: Lp = Konzentration der Silberionen mal Konzentration der Chloridionen. Das Löslichkeitsprodukt für Silberchlorid bei 298 Kelvin beträgt 2×10-10 mol²/l². Dieses ist gleich dem Produkt der Konzentrationen der Ionen. Zu den Chloridionen werden Silberionen gegeben. Wann bildet sich ein Niederschlag von Silberchlorid?

  3. Fällbedingung Das Löslichkeitsprodukt ist eine feste, nur temperaturabhängige Größe. Offensichtlich wird dann Feststoff gebildet, wenn das Löslichkeitsprodukt kleiner als die Konzentration der beteiligten Ionen ist. Also gilt: 2×10-10 mol²/l² ist kleiner als die Konzentration der Silberionen multipliziert mit der Konzentration der Chloridionen. Ist diese Bedingung erfüllt, können wir feststellen: Ein Niederschlag fällt aus; und zwar nicht irgendeiner, sondern ein Niederschlag, der aus festem, unlöslichem Silberchlorid AgCl besteht.

  4. Beispiele Eine Fällungsreaktion, Kurzfällung genannt, ist eine wichtige Nachweisreaktion. Sie dient dem qualitativen Nachweis sowie der quantitativen Bestimmung von Ionen. Als erstes Beispiel wollen wir die Bildung von Silberchlorid betrachten. Obwohl im Abschnitt 1 bereits besprochen, gibt es noch einige Aspekte, die ich dort nicht vortragen konnte. Schauen wir uns einmal eine typische Fällungsreaktion für die Bildung von Silberchlorid an. NaCl, welches Chloridionen enthält, reagiert mit AgNO3, welches Silberionen liefert. Natriumchlorid reagiert mit einem Fällungsmittel. Es entsteht AgCl (Silberchlorid). Und außerdem bleibt NaNO3 (Natriumnitrat) in der Lösung zurück. Silberchlorid ist ein schwer lösliches Salz. Es fällt aus. Es bildet einen Niederschlag. Das linke der beiden Reagenzgläser zeigt ungelöstes Silberchlorid (AgCl) nach erfolgter Fällung. Häufig schreibt man die Reaktionsgleichung für die Fällungsreaktion auch vereinfacht, sodass nur die beteiligten Ionen betrachtet werden. Das Chloridion reagiert mit dem Silberion zu unlöslichem Silberchlorid. Für Silberchlorid gibt es eine interessante Nachweisreaktion. Versetzt man unlösliches Silberchlorid mit Ammoniak, so bildet sich ein Komplexsalz. Es entsteht der Diamminsilber(I)-komplex und außerdem bildet sich ein Chloridion. Silberchlorid wird vollständig aufgelöst. Es kommt zu einer klaren Lösung, wie man hier rechts im Bild sehen kann. Der rote Streifen wurde nur zum Vergleich im Hintergrund angeordnet.

  5. Bariumsulfat Unlösliches Bariumsulfat trifft man in der Natur als Mineral Baryt an. Betrachten wir eine Fällungsreaktion mit der Bildung von Bariumsulfat. BaCl, Bariumchlorid, liefert in wässriger Lösung Bariumionen. Na2SO4 liefert in wässriger Lösung Sulfationen. Es ist das Fällungsmittel. Sein chemischer Name ist Natriumsulfat. Im Ergebnis entsteht BaSO4 (Bariumsulfat). Bariumsulfat ist in Wasser schwer löslich; es bildet einen Niederschlag. Somit kann man auch erklären, warum es ein Mineral Baryt gibt mit der chemischen Zusammensetzung BaSO4. Als Zweites entstehen bei dieser Reaktion zwei Teilchen NaCl. Es handelt sich um wasserlösliches Natriumchlorid. Verkürzt schreibt man die Fällungsreaktion wieder als Ionengleichung: Ba(2+)+ SO4(2-) reagieren zu BaSO4. Ein Bariumion reagiert mit einem Sulfation zu einem Molekül unlöslichen Bariumsulfats. Bariumsulfat ist dabei der gebildete Niederschlag. Welches der beiden Ionen allerdings das Fällungsmittel ist, hängt davon ab, welches Ion bestimmt werden soll. Fällungsmittel kann das Bariumion sein, Fällungsmittel kann aber auch das Sulfation sein. Und noch ein interessanter Aspekt: Geben wir zu ausgefallenem Bariumsulfat eine Lösung mit Ammoniak, so stellen wir fest, dass Bariumsulfat vom Ammoniakwasser nicht aufgelöst wird.

  6. Bleisulfid Dass Bleisulfid ein praktisch unlösliches Salz ist, kann man an dem in der Natur vorkommenden Mineral Bleiglanz (Galenit) erkennen, welches die Formel PbS hat. Betrachten wir eine für die Bildung von Bleisulfid typische Fällungsreaktion. Das wasserlösliche PbCl2 (Bleichlorid) reagiert mit dem ebenso wasserlöslichen H2S (Schwefelwasserstoff). Bei jedem von beiden kann es sich um das Fällungsmittel handeln; je nach Analyseanliegen. Bringt man beide Verbindungen zusammen, bildet sich PbS (Bleisulfid). Als schwer lösliche Verbindung fällt es im Wasser aus. Es bildet sich ein Niederschlag. Dieser hat die gleiche chemische Summenformel wie das Mineral Bleiglanz (Galenit). Außerdem entstehen 2 Moleküle HCl (Salzsäure). In verkürzter Ionenschreibweise formulieren wir: Pb(2+)+S(2-) reagieren zu PbS. Ein Bleiion reagiert mit einem Sulfidion zu einem Molekül unlöslichen Bleisulfids. Bleisulfid ist der Niederschlag und im Unterschied zu Silberchlorid und Bariumsulfat handelt es sich hier um einen schwarzen Niederschlag.

Ich bedanke mich für eure Aufmerksamkeit und wünsche euch alles Gute. Auf Wiedersehen!  

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