Chemie 3

Löslichkeit von Salzen

gesättigt = wenn die Lösung und der Bodenkörper im Gleichgewicht sind

Löslichkeit = Konzentration des Bestandteils (=Bodenkörper) einer Lösung, in g/l

Temperaturabhängigkeit

exotherme Stoffe: Erwärmung; mehr Temperatur→ weniger Löslichkeit; Lösungsvorgang ist exotherm wenn Hydratationsenthalpie + Solvatationsenthalpie > Kristallenergie

endotherme Stoffe: Abkühlung; mehr Temperatur → mehr Löslichkeit

einfache Stoffe: Temperatur unabhängig

mehr Gitterenergie → weniger Löslichkeit

Braun-Le Chatelier

Verändert man ein Gleichgewicht, so verschiebt es sich, um wieder die ursprünglichen Bedingungen/ das ursprüngliche Gleichgewicht zu haben.

  • Lösungsmittel hinzufügen ⟶ löst sich

  • Lösungsmittel entfernen ⟶ fällt aus

  • Ionenzugabe ⟶ fällt aus

Löslichkeitsprodukt KL

Konzentration der Ionen im Gleichgewicht → unabhängig von der Menge des festen Salz

nicht gelöste Feststoffe werden als konstant betrachtet

KL=c(A^x+)*c(B^x-)

Fällungsreaktionen

2 Lösungen aus leicht löslichen Salzen können eine Kombination aus schwer löslichen Salzen bilden.

Fällen = Bildung von Niederschlag

Fällungsreaktionen spielen in einigen Bereichen eine wichtige Rolle

Säuren und Basen

Def. von Arrhenius 1887: Säuren sind Stoffe, die mit Hilfe von Wasser in Wasserstoffionen und Säurerestionen zerteilt werden.

Def. von Bronsted 1923: Säuren sind Stoffe die Protonen abgeben können. Dazu muss ein Stoff vorhanden sein der die Protonen aufnimmt. Säuren sind Lösungsmittel unabhängig.

Def. von Lewis 1923: Lewis-Säuren sind Elektronenpaar-Akzeptoren, sie können Elektronenpaare einer Base in einem unbesetzten Orbital aufnehmen.

Def. von Liebig: Säuren sind Substanzen, die Wasserstoff enthalten, der durch Metalle ersetzt wird.

Säure

Formel

Säurerest

Salze

Salpetersäure

HNO3

NO3-

Nitrate

Flusssäure

HF

F-

Flouride

Salzsäure

HCl

Cl-

Chloride

Blausäure

HCN

CN-

Cyanide

Schwefelsäure

H2SO4

SO4 2-

Sulfate

Kohlensäure

H2CO3

CO3 2-

Carbonate

Phosphorsäure

H3PO4

PO4 3-

Phosphate

einwertig zweiwertig dreiwertig

Basen

Formel

Natronlauge/Natriumhydroxid

NaOH

Kalilauge/Kaliumhydroxid

KOH

Magnesiumhydroxid

Mg(OH)2

Bariumhydroxid

Ba(OH)2

Aluminiumhydroxid

Al(OH)3

Ammoniak

NH3

so viele (OH) wie Au0enelektronen → Einerstelle der Hauptgruppe im Periodensystem

Wasser

H2O + H2O →← OH- + H3O Autoprotolyse von Wasser

Reines Wasser sollte eig. keinen Strom leiten, aufgrund der Autoprotolyse kann es aber ganz gering Strom leiten.

Ionenprodukt des Wassers = 10-14

Wasser ist gleichzeitig Säure und Bas → Ampholyt

Neutralisation

Reaktion einer Säure mit einer Base → ätzende Wirkung wird aufgehoben; im Neutralisationspunkt ist der ph-Wert 7, es ist eine neutrale Lösung

Bsp: Neutralisationsreaktion von Salzsäure und Natronlauge

ph-Wert

negativer, dekadischer Logarithmus der H3O+ Konzentration

ph-Wert = 7 → neutral

ph-Wert <7 → sauer (mehr H3O+ Ionen)

ph-Wert >7 → basisch (weniger H3O+ Ionen)

hängt von Konzentration und Art der Säure ab

Indikatoren sind schwache Säuren oder Basen. Sie zeigen durch Farbreaktionen an ob der ph-Wert größer/kleiner als ihr charakteristischer Wert ist. Universalindikatoren sind gemischte Indikatoren die eine ganze Farbpalette bieten.

Versuch Zucker Schwefelsäure

Die konzentrierte Schwefelsäure reagiert unter Gasbildung immer schneller mit dem angefeuchteten Zucker. Im Laufe der Zeit bildet sich eine "Kohlenstoff-Schlange" aus, die langsam nach oben wächst. Konzentrierte Schwefelsäure ist neben ihrer starken Säurewirkung auch stark hygroskopisch (=Wasseranziehend).

Phosphorsäure

Kohlensäure

Treibhauseffekt und Kohlenstoffkreislauf

  • Wichtigste Treibhausgase: Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid à ohne wäre Erde Eisplanet

  • Kohlenstoffdioxid: Entsteht durch Verbrennung fossiler Energieträger; Hauptursache für globale Erwärmung

  • Methan CH4: wirksamer als CO2, aber geringere Konzentration & Verweildauer; wird frei bei Gewinnung von Erdöl und Erdgas

  • Wasserdampf: Wichtigstes Treibhausgas; hohe Konzentration; durch Erderwärmung selbstverstärkender Prozess

  • Kohlenstoffkreislauf: CO2 steht in vielfältigen Austauschprozessen mit Meerwasser und Gestein; Luftgehalt von CO2 wird von Geschwindigkeit dieser Prozesse bestimmt;

  • Kerogen: organisches Material, kommt in Sedimentgesteinen vor; wurde zu Erdöl/Erdgas/Ölschiefer/Ölsande, wird durch Verbrennung wieder freigesetzt;

Salpetersäure

Herstellung: Industriell durch Hoch- oder Niederdruckverfahren und im Labor häufig durch das Königswasser-Verfahren.

Schwefelsäure

Verwendung: Produktion von Dünger; für Lacke, Kunststoff und Papier; Herstellung von Textilfasern

Herstellung: mit dem Kontaktverfahren(=wichtigste Gewinnungsmethode); Rohstoff ist elementarer Schwefel