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Chemisches Gleichgewicht
Wir generieren Calciumchlorid-Lösung sowie Natriumsulfat-Lösung, und schütten beides
zusammen in einen größeren Kolben. Nach fleißigem Zugucken beginnt sich ein weißer
Niederschlag zu bilden. Es schneit!
Was passiert also?
CaCl2 + Na2SO4 ist ein Wasser gelöst, also Ca2+(aq) + 2 Cl-(aq) + 2 Na+(aq) + SO42-(aq). Als
Feststoff setzt sich ab Ca2+So42-, zusätzlich bleibt in der Lösung 2 Na+(aq) + 2 Cl-(aq).
Vereinfacht lautet die Reaktion:
Ca2+(aq) + SO42-(aq)
CaSO4(s)
Wir haben nachgewiesen, dass die Reaktion in beide Richtungen abläuft: Nachdem das
Calciumsulfat (Gips) abzentrifugiert wurde konnte man mit dem Bariumhydroxid-Test noch
Calcium nachweisen: Es war also noch Ca vorhanden, die Reaktion lief nicht vollständig ab.
Weiterhin konnten wir in einem zweiten Versuch CaSO4 in Wasser mischen und auch dort
eine Zentrigurierung durchzuführen. Auch hier ergab die Bariumhydoxid-Probe, dass Ca
vorhanden war: Aus CaSO4 wird also wieder Ca2+ und SO42-.
Es entsteht also ein Gleichgewicht aus Ca2+(aq) + SO42-(aq) und CaSO4(s).
Wie errechnet man das Gleichgewicht und so?
Es gilt allgemein für solche Reaktionen:
ab
vH
vR
cd
Weiterhin ist die Geschwindigkeit proportional zu den beiden Konzentrationen:
vH  K H * c(a) * c(b)
vR  K R * c ( c ) * c ( d )
Im Gleichgewicht gilt: vH  vR
K
K H c(c) * c(d )

K R c(a) * c(b)
Das Massenwirkungsgesetz (des chemischen Gleichgewichts)
Das Produkt der Konzentration der Reaktionsprodukte dividiert durch die Konzentrationen
der Ausgangsstoffe ist konstant.
Das einzige bleibende Problem ist die Tatsache, dass wir eine Konzentration für die Feststoffe
angeben müssen. Dieses Problem lösen wir aber nicht heute.
Anwendung
K
KH
c(CaSO4 )

K R c(Ca 2 ) * c( SO4 2 )
Das Löslichkeitsprodukt
AB( s )
n1
n2
A ( aq )  B  ( aq )
n1  k1 * F
n2  c( A ) * c( B  ) * F * k2
n1  n2
k1 * F  c( A ) * c( B  ) * F * k2
k L  c ( A ) * c ( B  )
kL ist hier das „Löslichkeitsprodukt“.
Im Beispiel also:
2
k L  c(Ca 2 ) * c( SO4 )
Um dieses experimentell zu zeigen, verfolgen wir folgenden Ansatz: Wenn wir c(Ca 2 )
2
erhöhen, so muss c( SO4 ) sinken, damit die Konstante konstant bleibt. Es wird also
künstlich jeder Teil der Gleichung erhöht und beobachtet, ob die anderen Teile der Gleichung
reagieren. Wir setzen dafür an:
a) CaSO4( s ) in destilliertem Wasser
b) CaSO4( s ) in K2 SO4 -Lösung c = 0,005 mol/L
c) CaSO4( s ) in CaCl2 -Lösung c = 0,005 mol/L
Wie aber können wir die entstehenden Konzentrationen messen? Wir erstellen 0,1mol/L
Titriplex-3-Lösung und schauen später warum.