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Transkript Löslichkeitsprodukt

Guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt Löslichkeitsprodukt. Der Film gehört zur Reihe Salzlösungen. Zur Erzielung der notwendigen Vorkenntnisse solltet ihr euch über die Begriffe "Dissoziation", "Hydrationen von Ionen" und "Lösungsenthalpie" informiert haben. Entsprechende Videos dazu gibt es. Ziel des Videos ist es, euch ein erstes Verständnis über die Löslichkeit von Salzen, das Löslichkeitsprodukt und die praktische Anwendung desselben zu vermitteln.

Gliederung: 1. Dissoziationsgleichgewicht 2. Das Massenwirkungsgesetz 3. Löslichkeitsprodukt (LP) 4. Einheiten des Löslichkeitsproduktes 5. Beispiele   1. Dissoziationsgleichgewicht Natriumchlorid dissoziiert in wässriger Lösung in hydratisierte Natriumionen und hydratisierte Chloridionen. Ein Teil des Natriumchloridionengitters soll erhalten bleiben. Demzufolge wollen wir ein Gleichgewicht einer gesättigten Lösung haben. Hydratisierte Natriumionen und hydratisierte Chloridionen befinden sich in einer wässrigen Lösung. Die Lösung soll gesättigt sein, das heißt, wir haben einen Bodensatz an ungelöstem Natriumchlorid. Es besteht ein Gleichgewicht zwischen undissoziiertem und dissoziiertem Salz. 2. Das Massenwirkungsgesetz Auf chemische Gleichgewichte jeglicher Art kann man das Massenwirkungsgesetz anwenden. Die Gleichgewichtskonstante K ist dabei der Quotient aus Produktkonzentration und Eduktkonzentration. 3. Löslichkeitsprodukt NaCl in eckigen Klammern im Nenner bedeutet die Konzentration an ungelöstem Natriumchlorid. Feste Teilnehmer am chemischen Gleichgewicht kann man als konstant annehmen. Wir multiplizieren beide Seiten der Gleichung der ungelösten Konzentration von NaCl und erhalten K × Konzentration von ungelöstem NaCl = das Produkt der Konzentration ungelöster Ionen. Das Produkt zweier konstanter Werte, der Gleichgewichtskonstanten K und der Konzentration ungelösten Salzes NaCl bezeichnen wir abgekürzt als LP. LP ist ebenfalls eine Konstante. Sie ergibt sich als Produkt der Konzentrationen der gelösten Ionen. LP trägt den Namen Löslichkeitsprodukt. Das Löslichkeitsprodukt ist somit das Produkt der Konzentrationen der gelösten Ionen eines Salzes. Ich habe euch das Löslichkeitsprodukt an einem einfachen Beispiel ausgeführt. Die Sache hat aber einen deftigen Haken. Alle Überlegungen und somit die Gleichungen für das Löslichkeitsprodukt sind nur gut geeignet für schwache Elektrolyte. Das sind Salze, die nur gering löslich sind. Denn nur für diese gilt, dass man in guter Näherung, Konzentrationen der Ionen gleich entsprechender Aktivitäten setzen kann. 4. Einheiten Das Löslichkeitsprodukt besitzt verschiedene, nicht ineinander überführbare, Einheiten. Für Silberchlorid AgCl ergibt sich die Einheit des Löslichkeitsproduktes aus dem Produkt der Einheiten der Konzentration der beiden Ionen. Wir erhalten als Einheit mol²/l². Anmerkung: Die eckige Klammer um LP bedeutet nicht Konzentration, sondern ist das Zeichen für "Einheit einer Größe". Bei Calciumfluorid CaF2 haben wir die Konzentrationen dreier gelöster Ionen miteinander zu multiplizieren. Das Gleiche gilt auch für die Einheit. Wir erhalten somit mol³/l³. Noch etwas komplizierter wird es bei den Dissoziationen von Arsensulfid. Im Ganzen ergeben sich in Lösung 3 Ionen. Demzufolge erhält man für die Einheit des Löslichkeitsproduktes mol5/l5. Wir merken uns: Für das Löslichkeitsprodukt gibt es, je nach betrachtetem Salz, verschiedene Einheiten. 5. Beispiele Ich möchte euch zwei Anwendungsbeispiele vorführen. Das Erste relativ einfach, das Zweite ein wenig schwerer. 1. Wie groß ist die Konzentration von Silber-Ionen in einer gesättigten Silberchlorid-Lösung? Wir formulieren zunächst das Dissoziationsgleichgewicht, dann schreiben wir die Gleichung für das Löslichkeitsprodukt auf. Das Löslichkeitsprodukt sucht man in einem Nachschlagewerk heraus. Es beträgt für Silberchlorid   2×10^-10mol²/l². Aus der Stöchiometrie des Salzes ergibt sich, dass die Konzentration der Silber-Ionen gleich der Konzentration der Chlorid-Ionen ist. Somit erhält man [Ag+]² =2×10^-10mol²/l². Die Konzentration der Silberionen beträgt somit [Ag+]=1,4×10^-5mol/l. Das zweite Beispiel: Wie viel mg Calciumfluorid sind in 2l Wasser löslich? Wir formulieren zunächst das Dissoziationsgleichgewicht. Nun können wir das Löslichkeitsprodukt schreiben. Das Löslichkeitsprodukt entnehmen wir einem Nachschlagewerk. Für Calciumfluorid beträgt es 4×10^-11mol³/l³. Hier setzt die entscheidende Überlegung ein. 3 Mol, die aus 3 Ionen gebildet werden, ergeben sich aus genau einem Mol ungelösten Calciumfluorids. Achtung,die Konzentration von CaF2 [CaF2] hat nichts mit der Konzentration des Löslichkeitsprodukts zu tun. Das ist die Menge an Calciumfluorid, die in der Menge an Wasser löslich ist. Nach dieser Überlegung ist auch klar, warum wir jetzt aus dem Löslichkeitsprodukt die 3. Wurzel ziehen müssen. Wir erhalten jetzt für gelöstes Calciumfluorid von 3,4×10^-4mol/l. Nun benötigen wir die molare Masse von Calciumfluorid. Für Kalzium beträgt sie 40g/mol, für Fluor 19g/mol. Das macht in der Summe 78g/mol. Die Masse aus gelöstem Calciumfluorid ergibt sich als Produkt der molaren Masse, der Konzentration und des Volumens. Wir erhalten 0,053g und das sind 53mg.  Ich danke für die Aufmerksamkeit, alles Gute, auf Wiedersehen.

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5 Kommentare
  1. Default

    Gutes video aber sehr leise! Ich hab es auf die oberste lautstärkenstufe aber trotzdem ist es immernoch von allen geräten zu leise, ich hoffe die zukünftigen videos können per mirkophon gedreht werden sodass es lauter wird.

    Von Saramaggi, vor mehr als einem Jahr
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    Ich verstehe nicht wo die ^-10 und ^-11 herkommen...

    Von Tom Matthes, vor fast 2 Jahren
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    Super!! Ich schreibe morgen meine Chemieklausur über dieses Thema. Dank den Video habe ich es verstanden! :)

    Von Juephi, vor mehr als 3 Jahren
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    Von Maximilian123, vor mehr als 3 Jahren
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    Sehr gut erklärt.

    Von Helmuth, vor fast 4 Jahren