Qualitativer Versuch zur Stabilität unterschiedlicher Silbersalze

von Anonym_16

Thema: Löslichkeits- und Ionenprodukt Tags: Silbernitrat, Niederschlag, HSAB-Kozept Klassenstufen: 11-12 Versuchsart: LV

Ziel des Versuchs: Dieser Versuch dient als Einstieg ins Thema Löslichkeitsprodukt und fokussiert die unterschiedliche Löslichkeit verschiedener Verbindungen. Anschließend kann sie mit Hilfe des HSAB-Konzepts erklärt werden. Die SuS müssen die Einwaage für die genannten Konzentrationen berechnen können. Außerdem muss das HSAB-Konzept bekannt sein.

Materialien

6 Bechergläser (50 mL), Spatel, Pipette, Magnetrührer

Chemikalien

Silbernitrat, Kaliumchlorid, Ammoniak, Kaliumbromid, Natriumthiosulfat, Kaliumiodid

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS
Silbernitratlösung 0,1 M H315-H319-H410P273-P305+P351+P338-P501
Kaliumchlorid ----
Ammoniaklösung 5 - 10% H314-H335-H400--
Kaliumbromid H315-H319-H335P261-P305+P351+P338
Natriumthiosulfatlösung 0,1 M ----
Kaliumiodid H302-H315-H319P305+P351+P338

Durchführung

Zuerst werden 20 mL einer 0,01 M Silbernitratlösung angesetzt. Anschließend müssen verschiedene, im Folgenden aufgelistete, Lösungen vorbereitet werden:

  1. 2 mL 0,1 molare Kaliumchlorid-Lösung
  2. 2 mL halbkonzentierte Ammoniak-Lösung
  3. 2 mL 0,1 molare Kaliumbromid-Lösung
  4. 2 mL 0,1 molare Natriumthiosulfat-Lösung
  5. 2 mL 0,1 molare Kaliumiodid-Lösung

Anschließend werden die Lösungen in genannter Reihenfolge zu der Silbernitratlösung gegeben. Nach jeder Zugabe wird die Beobachtung notiert.

Beobachtung

Die Silbernitratlösung ist zunächst klar und farblos.

  1. Nach Zugabe der Kaliumchlorid-Lösung bildet sich ein weißer, milchiger Niederschlag.
  2. Nach Zugabe der Ammoniak-Lösung ist die Lösung wieder klar.
  3. Nachdem die Kaliumbromidlösung hinzugegeben wurde, ist wieder eine weiße, milchige Trübung der Lösung zu erkennen.
  4. Natriumthiosulfat bewirkt eine erneute Entfärbung und Klärung der Lösung.
  5. Nach Zugabe der Kaliumiodid-Lösung ist eine gelbliche Trübung der Lösung zu sehen. Außerdem erscheint sie erneut milchig.

Abb. 1 - 6: Beobachtungen der oben genannten Reihung an Zugaben zur Silbernitratlösung.

Deutung

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.

  1. Die Chlorid-Ionen reagieren mit den Silberionen zu Silberchlorid, das als Feststoff ausfällt:

    Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)

  2. Mit dem hinzugefügten Ammoniak bildet sich ein wasserlösliches Salz.

    AgCl(s) + 2 NH3 (aq) → [H3N-Ag-NH3]+(aq) + Cl(aq)

  3. Die Bromid-Ionen reagieren mit den Silberionen zu dem wasserunlöslichen Silberbromid:

    [Ag(NH3)2]+(aq) + Br-(aq) → AgBr(s) ↓ + 2 NH3 (aq)

  4. Die Thiosulfat-Anionen reagieren mit Silberionen zu dem wasserlöslichen Produkt Silberthiosulfat:

    2 AgBr(s) + S2O32-(aq) → 2 Ag+(aq) + S2O32-(aq) + 2 Br-(aq)

  5. 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.

Entsorgung

Die Entsorgung erfolgt im Abfallbehältnis für schwermetallhaltige Lösungen.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Um im Aufgabenteil 4. eine Entfärbung zu erreichen, muss eine etwas größere Menge Natriumthiosulfat hinzugegeben werden. Außerdem sollte nach Zugabe der Substanzen geschüttelt oder gerührt werden.

Literatur

R. Herbst-Irmer, Anorganisch-Chemisches Fortgeschrittenenpraktikum für Lehramtskandidaten, Praktikumsskript 2016, Georg-August Universität Göttingen, S. 60.


Download

Ähnliche Experimente

Anwendung der Nernst-Gleichung
Das Löslichkeitsprodukt von Magnesiumhydroxid

Feedback

Haben Sie Anmerkungen, Feedback oder Kritik zu diesem Experiment? Kontaktieren Sie uns unter Bezugnahme auf diese Seite!


Copyright und Lizenzen: Alle Rechte an den Inhalten dieser eLearning-Materialien liegen beim Autor oder den jeweiligen Urheberrechtsinhabern. Sämtliche Bilder und Texte sind entweder vom Autor selbst fotografiert oder verfasst oder sind gemeinfrei, es sei denn, es ist eine andere Quelle angegeben. Die gesammelten/vollständigen Literaturverzeichnisse der einzelnen Versuche sind jeweils in den entsprechenden Gesamtprotokollen zu finden.

Haftungsausschluss: Die Benutzung der hier vorliegenden Informationen geschieht auf vollkommen eigene Verantwortung. Haftung für Schäden oder Verluste, die beim Umgang mit den hier beschriebenen Stoffen oder bei der Durchführung von chemischen Versuchen entstehen, ist ausgeschlossen; ebenso wie Schadensersatzforderungen oder Gewährleistungsansprüche aufgrund falscher oder fehlender Angaben. Die Angaben zu den Stoffen und die Experimentieranleitungen wurden jedoch sorgfältig und nach bestem Gewissen erstellt und sind in jedem Falle zu beachten.