Lexikon der Chemie: Löslichkeitsprodukt
Löslichkeitsprodukt, Löslichkeitskonstante, Abk. L, eine Beziehung, die aus der Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf das elektrolytische Dissoziationsgleichgewicht schwerlöslicher Salze folgt. Für ein binäres Salz AB lautet das Dissoziationsgleichgewicht AB
A+ + B- und das Massenwirkungsgesetz K = (aA+ · aB-)/aAB. Dabei bedeuten aA+, aB- und aAB die Aktivitäten der Ionen A+, B- und des undissoziierten Salzes AB. In gesättigter Lösung mit einem Bodenkörper an AB ist aAB konstant und kann mit K zu einer neuen Konstanten K · aAB = LAB vereinigt werden. Die resultierende Beziehung LAB = aA+ · aB- wird als L. bezeichnet. Die Löslichkeitskonstante LAB hat für jedes schwerlösliche Salz einen charakteristischen Wert, der temperaturabhängig ist (Tab.). Da a = f·c gilt (Aktivität), kann das L. auch mit Konzentrationen formuliert werden. Für sehr schwer lösliche Salze sind die Ionenkonzentrationen so gering, daß die Aktivitätskoeffizienten fA+ und fB- gegen eins gehen und L = cA+ · cB- gesetzt werden kann.
Löslichkeitsprodukt. Tab.: Löslichkeitskonstanten einiger schwerlöslicher Salze bei 293 K.
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AgCl | 1,10 . 10-10 | CuS | 1,34 . 10-11 | |
AgBr | 4,80 . 10-13 | CdS | 9,41 . 10-11 | |
AgI | 9,60 . 10-17 | HgS | 3,14 . 10-15 | |
AgSCN | 2,10 . 10-12 | CaCO3 | 2,07 . 10-8 | |
PbSO4 | 1,90 . 10-8 | CaSO4 | 2,16 . 10-4 | |
PbCrO4 | 9,54 . 10-14 | BaSO4 | 1,06 . 10-10 |
Mit Hilfe des L. sind folgende Aussagen möglich:
1) Enthält eine gesättigte Lösung das schwerlösliche Salz AB, so ist cA+ = cB- ≈ cs wobei cs die Sättigungskonzentration des Salzes bezeichnet. Es folgt
2) Wird die Konzentration einer der beiden Ionensorten durch einen gleichionigen Zusatz vergrößert (z. B. Zusatz von KCl zu einer gesättigten AgCl-Lösung), dann wird LAB überschritten. Es scheidet sich so viel AB ab, bis das L. wieder erfüllt ist. Ein gleichioniger Zusatz verringert also die Löslichkeit des Stoffes AB. Deshalb wird in der Gravimetrie ein Überschuß des Fällungsmittels eingesetzt. 3) Der Zusatz von Fremdionen, (z. B. Zusatz von KNO3 zu AgCl) erhöht die Ionenstärke der Lösung und erniedrigt damit die Aktivitätskoeffizienten fA+ und fB- (Debye-Hückel-Theorie). Folglich müssen die Konzentrationen cA+ und cB- und damit die Löslichkeit steigen, damit L konstant bleibt (Salzeffekt). Dieser Effekt ist wesentlich schwächer als der gleichioniger Zusätze. Er tritt nur bei nicht allzu schwerlöslichen Salzen auf.
Für Salze, die in mehr als zwei Ionen dissoziieren, wie AnBm → nAm+ + mBn- lautet das L. LAnBm = anA · aBm.
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