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Das Löslichkeitsprodukt - Anwendungen der anorganischen Chemie:

Allgemeines:
Eine wichtige Anwendung der anorganischen Chemie ist das sog. Löslichkeitsprodukt. Mit Hilfe des Löslichkeitsproduktes können Vorgange beim Auflösen und Ausfällen von Salzen berechnet werden und finden daher (wenn auch nur noch selten) Anwendung in der nasschemischen Analytik. So gilt z.B. je kleiner das Löslichkeitsprodukt, desto schwerer löslicher ist das untersuchte Salz.
 

Das Löslichkeitsprodukt:
Beim Lösen und Ausfällen von Salzen handelt es sich um eine Gleichgewichtsreaktion, diese liegt bei allen Salzen vor (nur bei unterschiedlichen Konzentrationen). Liegt eine sogenannte gesättigte Lösung vor, gibt es in dem System eine feste und eine gelöste Phase, wobei sich zwischen dem ungelösten Salz und dem gelösten Salz ein Gleichgewicht einstellt. Dieses Gleichgewicht kann mit dem Massenwirkungsgesetz beschrieben werden
 

Herleitung des Löslichkeitsproduktes:
Bei der Herleitung des Löslichkeitsproduktes geht man von einer gesättigten Lösung aus (festes Salz als Bodenkörper und gelöstes Salz in Lösung). Aus dem Ionengitter des festen Salzes gehen ständig Ionen ins Lösung und aus der Lösung werden Ionen vom festen Salz "angezogen" und ins Gitter eingebaut. Wasser ist in diesem Fall im Überschuss vorhanden und daher schon in die Konstante eingebaut (Anwendung des Massenwirkungsgesetztes)

  • AB(s) steht im Gleichgewicht mit  A+(aq)  +  B-(aq)
  • Daher gilt folgende Gleichgewichtskonstante K = ([A+(aq) ·  [B-(aq)]) : [AB]
  • Im Gleichgewichtszustand ist die Konzentration des Bodenkörpers c(AB) konstant, daher gilt für das Löslichkeitsprodukt KL = K · c(AB) =  c(A+(aq)) · c(B-(aq).


Für Salze, deren Verhältnisformel aus mehr als zwei Ionen bestehen, müssen natürlich die stöchiometrischen Koeffizienten berücksichtigt werden.


Unterschiedliche Fälle beim Lösen von Salzen:

  • Das Ionenprodukt ist kleiner als das Löslichkeitsprodukt. Dies bedeutet, es befinden sich die Ionen in Lösung, es liegt aber kein festes Salz als Bodenkörper am Boden. Fügt man weiteres festes Salz in die Lösung, so würde es sich auflösen, bis das Ionenprodukt gleich dem Löslichkeitsprodukt ist.
  • Das Ionenprodukt ist größer als das Löslichkeitsprodukt. In diesem Fall ist das Löslichkeitsprodukt überschritten. Daher weicht das System so aus, indem die (gelösten) Ionen miteinander "reagieren" und ein festes Salz bilden. Es fällt daher Salz als sog. Niederschlag aus, bis die Konzentration der Ionen in Lösung so weit gesunken ist, dass das Ionenprodukt genau dem Löslichkeitsprodukt entspricht.
  • Das Ionenprodukt war größer als das Löslichkeitsprodukt. Es fällt festes Salz aus, bis die Konzentration so weit abgesunken, dass Ionenprodukt und Löslichkeitsprodukt gleich groß sind, so befinden sich festes Salz und gelöste Ionen im chemischen Gleichgewicht. Es löst sich dabei genauso viel Salz auf, wie gebildet wird (dynamisches Gleichgewicht).


Anwendungen
Anhand des Löslichkeitsproduktes lässt sich die Löslichkeit von Ionen bzw. eines Salzes berechnen. Dazu in einem anderen Kapitel.
 

Die wichtigsten Löslichkeitsprodukte im Überblick
 
 

 
Verbindung
Formel
KL (25 °C)

Aluminiumhydroxid
Al(OH)3
3×10-34
Bariumcarbonat
BaCO3
2.58×10-9
Bariumchromat
BaCrO4
1.17×10-10
Bariumnitrat
Ba(NO3)2
4.64×10-3
Bariumsulfat
BaSO4
1.08×10-10
Bariumsulfit
BaSO3
5.0×10-10
Berylliumhydroxid
Be(OH)2
6.92×10-22
Blei (II) bromid
PbBr2
6.60×10-6
Blei (II) carbonat
PbCO3
7.40×10-14
Blei (II) chlorid
PbCl2
1.70×10-5
Blei (II) hydroxid
Pb(OH)2
1.43×10-20
Blei (II) iodid
PbI2
9.8×10-9
Blei (II) oxalat
PbC2O4
8.5×10-9
Blei (II) sulfat
PbSO4
2.53×10-8
Blei (II) sulfid
PbS
3×10-28
Cadmiumarbonat
CdCO3
1.0×10-12
Cadmiumhydroxid
Cd(OH)2
7.2×10-15
Cadmiumphosphat
Cd3(PO4)2
2.53×10-33
Calciumcarbonat (Aragonit)
CaCO3
6.0×10-9
Calciumcarbonat (Calcit)
CaCO3
3.36×10-9
Calciumfluorid
CaF2
3.45×10-11
Calciumhydroxid
Ca(OH)2
5.02×10-6
Calciumoxalat monohydrat
CaC2O4×H2O
2.32×10-9
Calciumphosphat
Ca3(PO4)2
2.07×10-33
Calciumsulfat
CaSO4
4.93×10-5
Calciumsulfat dihydrat
CaSO4×2H2O
3.14×10-5
Eisen (II) carbonat
FeCO3
3.13×10-11
 Eisen (II) hydroxid
Fe(OH)2
4.87×10-17
Eisen (II) sulfid
FeS
8×10-19
Eisen (III) hydroxid
Fe(OH)3
2.79×10-39
Kaliumperchlorat
KClO4
1.05×10-2
Kaliumperiodat
KIO4
3.71×10-4
Kupfer (I) bromid
CuBr
6.27×10-9
Kuper (I) chlorid
CuCl
1.72×10-7
Kuper (I) cyanid
CuCN
3.47×10-20
Kupfer (I) iodid
CuI
1.27×10-12
Kupfer (II) hydroxid
Cu(OH)2
4.8×10-20
Kupfer (II) oxalat
CuC2O4
4.43×10-10
Kupfer (II) phosphat
Cu3(PO4)2
1.40×10-37
Kupfer (II) sulfid
CuS
8×10-37
Lithiumcarbonat
Li2CO3
8.15×10-4
Lithiumfluorid
LiF
1.84×10-3
Lithiu phosphat
Li3PO4
2.37×10-4
Magnesiumcarbonat
MgCO3
6.82×10-6
Magnesiumfluorid
MgF2
5.16×10-11
Magnesiumhydroxid
Mg(OH)2
5.61×10-12
Magnesiumoxalat dihydrat
MgC2O4×2H2O
4.83×10-6
Magnesiumphosphat
Mg3(PO4)2
1.04×10-24
Mangan (II) carbonat
MnCO3
2.24×10-11
Mangan (II) hydroxid
Mn(OH)2
2×10-13
Mangan (II) oxalat dihydrat
MnC2O4×2H2O
1.70×10-7
Nickel (II) carbonat
NiCO3
1.42×10-7
Nickel (II) hydroxid
Ni(OH)2
5.48×10-16
Nickel (II) iodat
Ni(IO3)2
4.71×10-5
Nickel (II) phosphat
Ni3(PO4)2
4.74×10-32
Nickel (II) sulfid
NiS
4×10-20
Quecksilber (I) carbonat
Hg2CO3
3.6×10-17
Quecksilber (I) chlorid
Hg2Cl2
1.43×10-18
Quecksilber (I) fluorid
Hg2F2
3.10×10-6
Quecksilber (I) iodid
Hg2I2
5.2×10-29
Quecksilber (I) oxalat
Hg2C2O4
1.75×10-13
Quecksilber (I) sulfat
Hg2SO4
6.5×10-7
Quecksilber (I) thiocyanat
Hg2(SCN)2
3.2×10-20
Quecksilber (II) bromid
HgBr2
6.2×10-20
Quecksilber (II) hydroxid
HgO
3.6×10-26
Quecksilber (II) iodid
HgI2
2.9×10-29
Quecksilber (II) sulfid (schwarz)
HgS
2×10-53
Quecksilber (II) sulfid (rot)
HgS
2×10-54
Silber (I) acetat
AgCH3COO
1.94×10-3
Silber (I) bromat
AgBrO3
5.38×10-5
Silber (I) bromid
AgBr
5.35×10-13
Silber (I) carbonat
Ag2CO3
8.46×10-12
Silber (I) chlorid
AgCl
1.77×10-10
Silber (I) cyanid
AgCN
5.97×10-17
Silber (I) iodat
AgIO3
3.17×10-8
Silber (I) iodid
AgI
8.52×10-17
Silber (I) oxalat
Ag2C2O4
5.40×10-12
Silber (I) phosphat
Ag3PO4
8.89×10-17
Silber (I) sulfat
Ag2SO4
1.20×10-5
Silber (I) sulfid
Ag2S
8×10-51
Silber (I) sulfit
Ag2SO3
1.50×10-14
Silber (I) thiocyanat
AgSCN
1.03×10-12
Strontiumcarbonat
SrCO3
5.60×10-10
Strontiumfluorid
SrF2
4.33×10-9
Strontiumoxalat
SrC2O4
5×10-8
Strontiumsulfat
SrSO4
3.44×10-7
Zinkcarbonat
ZnCO3
1.46×10-10
Zinkcarbonate monohydrat
ZnCO3×H2O
5.42×10-11
Zinkfluorid
ZnF
3.04×10-2
Zinkhydroxid
Zn(OH)2
3×10-17
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