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Freitag, 25. Dezember 2015, 20:22

Frage zum Aufstellen von Gleichungen anhand der Elektroneutralität

Hallo,

ich habe eine Frage zum Thema „Gekoppelte Salzlösungen und Salzfällungen“. Es ist gefragt – Wie groß ist die Konzentration der drei Ionensorten im GGW in einer AgCl / Ag2S – Suspension. AgCl: KL = 10-10 Ag2S: KL = 10-48,8

Löslichkeit von AgCl: L=[Ag+] = [Cl-] L = (KL ) 1/2 L = 10-5

Löslichkeit von Ag2S: L= 2[Ag+] = [S2-] L = (KL/4) 1/3 L = 3,41*10-17

Nun die drei Gleichungen

[Ag+]2 * [S2-]=10-48,8

[Ag+] * [Cl-]=10-10

Die dritte Geichung soll nun angand der Elektorneutraltät formuliert werden - ABER WIE? Danach kann man aus den drei Gleichungen die Ag+ -Konzentration berechnen und als nächstes die Konzentratione von [Cl-] und [S2-] im Gleichgewichtszustand aus den oberen Gleichungen errechnen. Dasselbe Problem mit der dritten Gleichung habe ich auch im Fall einer AgCl / AgI Suspension.
  1. [Ag+] * [Cl-]=10-10
  2. [Ag+] * [I-] = 10-16 (da Kl für AgI 10-16 beträgt)
  3. und hier wurde vorgeschlagen [Ag+] = [Cl-] + [I-] ( jedoch versteh ich diese nicht)
Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand das Aufstellen der Gleichungen anhand der Elektronegativität erläutern könnte.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »PaprikaChips« (25. Dezember 2015, 20:46) aus folgendem Grund: Formatierungen angepasst.


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Samstag, 26. Dezember 2015, 03:39

Nun die drei Gleichungen

[Ag+]2 * [S2-]=10-48,8

[Ag+] * [Cl-]=10-10

Die dritte Geichung soll nun angand der Elektorneutraltät formuliert werden - ABER WIE? Danach kann man aus den drei Gleichungen die Ag+ -Konzentration berechnen und als nächstes die Konzentratione von [Cl-] und [S2-] im Gleichgewichtszustand aus den oberen Gleichungen errechnen. Dasselbe Problem mit der dritten Gleichung habe ich auch im Fall einer AgCl / AgI Suspension.
[Ag+] * [Cl-]=10-10
[Ag+] * [I-] = 10-16 (da Kl für AgI 10-16 beträgt)
und hier wurde vorgeschlagen [Ag+] = [Cl-] + [I-] ( jedoch versteh ich diese nicht)
Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand das Aufstellen der Gleichungen anhand der Elektronegativität erläutern könnte.
Also erst einmal denke ich, dass das in Ihrem von mir zitierten Text blau markierte " Elektroneutralität" heißen soll.

Im Übrigen ist es bei einer AgCl/AgI - Suspension so, dass die Lösung , die die Festteilchen umgibt, außer den obligaten Ionen H+ und OH- an geladenen Teilchen nur noch Ag+, Cl- und I- ionen enthalten kann. Wenn also die Lösung als neutral angesehen werden soll c(H+) = c(OH-) gilt. Was allein für sich gesehen Elektoneutralität bedeutet, so dass diese Ionen hier im Weiteren außer Betracht bleiben können.

Da alle übrigen Ionen einfach geladen sind. muss die Summe der negativ geladenen Ionen, gleich der Summe der positiv geladenen Ionen sein , womit für die Zahlen N der Ionen gelten muss \[ N(Ag^+) \ = \ N(I^-) \ + \ N(Cl-)\] Für die Stoffmengen n dem entsprechend also \[ n(Ag^+) \ = \ n(I^-) \ + \ n(Cl-)\] Und da sich alle Stoffmengen im gleichen Lösungsvolumen befinden dann auch \[ c(Ag^+) \ = \ c(I^-) \ + \ c(Cl-)\] Ist das so verständlich? Wenn ja, dann überlegen Sie doch bitte, ob das Folgende für eine Ag2S/AgCl - Suspension richtig wäre :

\[ c(Ag^+) \ = \ 2 \ c(S^{2-}) \ + \ c(Cl^-) \]

Gruß FKS

Im Übrigen nehme ich an, dass die Aufgabe damit noch nicht beendet ist ? Falls nämlich die einzelnen Ionenkonzentrationen berechnet werden sollen, dass gibt es beim Ag2S ein Problem . das der Aufgabensteller anscheinend nicht bedacht hat.

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Samstag, 26. Dezember 2015, 14:03

Ich glaube für die Suspension AgS/AgCl solte die Gleichung so formuliert werden: c(Ag+) = 2c(S2-) + c (Cl-) Welches Problem würde es denn bei der Konzentrationsberechnung geben? Könnte man nicht den selben Lösungsweg wie bei der AgCl/AgI Suspension anweden?

4

Samstag, 26. Dezember 2015, 20:53

Ich glaube für die Suspension AgS/AgCl solte die Gleichung so formuliert werden:

c(Ag+) = 2c(S2-) + c (Cl-)

Welches Problem würde es denn bei der Konzentrationsberechnung geben? Könnte man nicht den selben Lösungsweg wie bei der AgCl/AgI Suspension anweden?
Sie haben natürlich Recht. da habe ich mal wieder nicht genügend aufgepasst. Danke für den Korrekturhinweis.

Das Problem, das ich angesprochen habe, besteht darin, , dass Ionen des gelösten Stoffes nach dem Lösen weiterreagieren können und es zu dem Löslichkeitsgleichgewicht nachgelagerten Gleichgewichten kommen kann. In aller Regel handelt es sich dabei um Säure - Base - Gleichgewichte . Dies mit der Folge. dass sich die Konzentrationsverhältnisse dem entsprechend verschieben. So können insbesondere Anionen schwacher Säuren und dem entsprechendem Basencharakter , wie z.B. das Sulfidion H+ Ionen aus dem Wasser aufnehmen : \[S^{2-} \ + \ H_2O \ <-> \ HS^- \ + \ OH^- \] Wobei sich wegen ( gerundet ) pK_(HS^-) = 12 bei pH = 7 ein Verhältnis von c(HS-) : c(S^2- = 100 000 ergibt, das Löslichkeitsgleichgewicht also geradezu dramatich gestört wird und bei dessen Wiedereinstellung in vergleichsweise sehr großem Umfang Ag2S zusätzlich in Lösung geht : \[ Ag_2S \ -> \ 2 \ Ag^+ \ + \ S^{2-} \] Wobei im Übrigen der pH - Wert dennoch nahezu unverändert bleibt, da absolut gesehen nur verschwindend geringe Mengen an Sulfid in HS- übergeht und sich dem entsprechend nur winzige Mengen OH- bilden, bzw. H^+ Ionen verbraucht.
Dennoch ändern sich die Konzentrationsverhältnisse um Zehnerpotenzen, so dass man jedenfalls nicht wie folgt ansetzen kann. \[ c(Ag^+) \ = \ 2 \ c(S{2^-}) \ + \ c(Cl^-) \] Sondern so ansetzen muss : \[ c(Ag^+) \ = \ 2 \ c(S^{2-}) \ + \ c(HS^-) \ + \ c(Cl^-) \]
\[ c(Ag^+) \ = \ 2 \ c(S^{2-}) \ + \ 10^5 \ c(S^{2-}) \ + \ c(Cl^-) \ \] \[ c(Ag^+) \ = \ 100 002 \ c(S^{2-}) \ + \ c(Cl^-) \ \]
Wobei ich aber sicher bin, dass Ihr Aufgagensteller dies so nicht angedacht hat. Sie das Phänomen aber auch dann kennen sollten, wenn Sie es in Ihrer Rechnung nicht berücksichtigen, um im Erwartungshorizont des Aufgabenstellers zu bleiben.Denn bei der Löslichkeit von z.B. Carbonaten, Phosphaten , Cyaniden ist das Problem analog und wie bereits betont nicht etwa vernachlässigbar.

Gruß FKS

coriolis

unregistriert

5

Donnerstag, 31. Dezember 2015, 07:28

Wobei sich wegen ( gerundet ) pK_(HS^-) = 12 bei pH = 7 ein Verhältnis von c(HS-) : c(S^2- = 100 000 ergibt, das Löslichkeitsgleichgewicht also geradezu dramatich gestört wird und bei dessen Wiedereinstellung in vergleichsweise sehr großem Umfang Ag2S zusätzlich in Lösung geht : \[ Ag_2S \ -> \ 2 \ Ag^+ \ + \ S^{2-} \] Wobei im Übrigen der pH - Wert dennoch nahezu unverändert bleibt, da absolut gesehen nur verschwindend geringe Mengen an Sulfid in HS- übergeht und sich dem entsprechend nur winzige Mengen OH- bilden, bzw. H^+ Ionen verbraucht.
Wie kommt das Verhältnis von 100 000 zustande ?

6

Freitag, 1. Januar 2016, 00:47

Wie kommt das Verhältnis von 100 000 zustande ?
\[ K(HS^-) \ = \ c(H^+) \ \frac {c(S^{2-})}{c(HS^-)}\]

\[10^{-12} \ = \ 10^{-7} \ \frac {c(S^{2-})}{c(HS^-)}\]

Gruß FKS

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