Thema: Löslichkeits- und Ionenprodukt | Tags: Silbernitrat, Niederschlag, HSAB-Kozept | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: LV |
6 Bechergläser (50 mL), Spatel, Pipette, Magnetrührer
Silbernitrat, Kaliumchlorid, Ammoniak, Kaliumbromid, Natriumthiosulfat, Kaliumiodid
Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
---|---|---|---|
Silbernitratlösung 0,1 M | H315-H319-H410 | P273-P305+P351+P338-P501 | |
Kaliumchlorid | -- | -- | |
Ammoniaklösung 5 - 10% | H314-H335-H400 | -- | |
Kaliumbromid | H315-H319-H335 | P261-P305+P351+P338 | |
Natriumthiosulfatlösung 0,1 M | -- | -- | |
Kaliumiodid | H302-H315-H319 | P305+P351+P338 |
Zuerst werden 20 mL einer 0,01 M Silbernitratlösung angesetzt. Anschließend müssen verschiedene, im Folgenden aufgelistete, Lösungen vorbereitet werden:
Anschließend werden die Lösungen in genannter Reihenfolge zu der Silbernitratlösung gegeben. Nach jeder Zugabe wird die Beobachtung notiert.
Die Silbernitratlösung ist zunächst klar und farblos.
Dieser Versuch folgt dem Prinzip, dass das Ionenprodukt bei konstanter Temperatur in gesättigten Lösungen stets konstant ist. Die Erhöhung der Konzentration einer Ionenart muss somit zur Verringerung der anderen Ionenart führen.
Zuerst liegen Silber-Kationen und Nitrat-Anionen in der Lösung vor.
Die Chlorid-Ionen reagieren mit den Silberionen zu Silberchlorid, das als Feststoff ausfällt:
Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s) ↓
Mit dem hinzugefügten Ammoniak bildet sich ein wasserlösliches Salz.
AgCl(s) + 2 NH3 (aq) → [H3N-Ag-NH3]+(aq) + Cl−(aq)
Die Bromid-Ionen reagieren mit den Silberionen zu dem wasserunlöslichen Silberbromid:
[Ag(NH3)2]+(aq) + Br-(aq) → AgBr(s) ↓ + 2 NH3 (aq)
Die Thiosulfat-Anionen reagieren mit Silberionen zu dem wasserlöslichen Produkt Silberthiosulfat:
2 AgBr(s) + S2O32-(aq) → 2 Ag+(aq) + S2O32-(aq) + 2 Br-(aq)
Nach Zugabe der Kaliumiodid-Lösung ist eine gelbliche Trübung der Lösung durch das schwerlösliche Silberiodid zu sehen:
2 Ag+(aq) + S2O32-(aq) + 2 I-(aq) → 2 AgI(s) ↓ + S2O32-(aq)
Aus diesen Beobachtungen lässt sich eine Stabilitätsreihe
NH3 < S2O32-
und eine Schwerlöslichkeitsreihe
AgCl < AgBr < AgI
der Salze aufstellen.
Das Silber-Ion ist eine weiche Base, da es eine geringe Ladung und einen großen Radius aufweist. Das HSAB-Konzept besagt, dass die Stabilität am höchsten ist, wenn weiche Basen mit weichen Säuren und harte Basen mit harten Säuren reagieren. Je weicher nun die Base ist, mit der das Silberkation eine Verbindung eingeht, desto stabiler ist diese. Folglich besitzt diese ein geringes Löslichkeitsprodukt und fällt leicht aus. Dementsprechend ist Silberiodid die am schwersten lösliche Verbindung, da die Größe der Halogenid-Ionen innerhalb der Hauptgruppe von Chlor zu Iod zunimmt.
Die Entsorgung erfolgt im Abfallbehältnis für schwermetallhaltige Lösungen.
R. Herbst-Irmer, Anorganisch-Chemisches Fortgeschrittenenpraktikum für Lehramtskandidaten, Praktikumsskript 2016, Georg-August Universität Göttingen, S. 60.
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