16.11: Faktoren, die die Löslichkeit beeinflussen

Im Vergleich zu reinem Wasser ist die Löslichkeit einer ionischen Verbindung in wässrigen Lösungen, die ein gemeinsames Ion enthalten (das auch durch Auflösung der ionischen Verbindung entsteht), geringer. Dies ist ein Beispiel für ein Phänomen, das als gemeinsamer Ioneneffekt bekannt ist und eine Folge des Gesetzes der Massenwirkung ist, das mit dem Prinzip von Le Chȃtelier erklärt werden kann. Betrachten Sie die Auflösung von Silberjodid:

Dieses Löslichkeitsgleichgewicht kann durch die Zugabe von Silber- oder Iodidionen nach links verschoben werden, was zu einer Ausfällung von AgI und verringerten Konzentrationen von gelöstem Ag⁺ und I^– führt. In Lösungen, die bereits eines dieser Ionen enthalten, kann weniger AgI gelöst werden als in Lösungen ohne diese Ionen.

Dieser Effekt kann auch in Bezug auf die Massenwirkung erklärt werden, wie sie im Ausdruck des Löslichkeitsprodukts dargestellt wird:

Das mathematische Produkt der Silber- und Iodid-Ionenmolaritäten ist in einem Gleichgewichtsgemisch konstant, unabhängig von der Quelle der Ionen, so dass eine Erhöhung der Konzentration eines Ions durch eine proportionale Abnahme des anderen ausgeglichen werden muss.

Die Rolle des Niederschlags bei der Abwasserbehandlung

Löslichkeitsgleichgewichte sind nützliche Instrumente bei der Abwasserbehandlung, die in Anlagen durchgeführt wird, die das kommunale Wasser in einer Stadt oder Gemeinde aufbereiten können. Konkret wird die selektive Fällung eingesetzt, um Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen, bevor es wieder in natürliche Gewässer eingeleitet wird. Zum Beispiel sind Phosphationen (PO₄³⁻) häufig im Wasser vorhanden, das aus Produktionsanlagen abgeleitet wird. Ein Überfluss an Phosphat führt zum Wachstum von überschüssigen Algen, was sich auf die Menge an Sauerstoff auswirkt, die für Meereslebewesen verfügbar ist, und das Wasser für den menschlichen Verzehr ungeeignet macht.

Eine gängige Methode, Phosphate aus Wasser zu entfernen, ist die Zugabe von Calciumhydroxid oder Kalk, Ca(OH)₂. Wenn das Wasser basischer wird, reagieren die Calciumionen mit Phosphationen zu Hydroxylapatit, Ca₅(PO₄)₃·OH, das dann aus der Lösung ausfällt:

Da die Menge der zugesetzten Calciumionen nicht zu einer Überschreitung der Löslichkeitsprodukte für andere Calciumsalze führt, bleiben die Anionen dieser Salze im Abwasser zurück. Anschließend wird der Niederschlag durch Filtration entfernt und das Wasser durch Zugabe von CO₂ in einem Rekarbonisierungsprozess wieder auf einen neutralen pH-Wert gebracht. Andere Chemikalien können auch zur Entfernung von Phosphaten durch Fällung verwendet werden, darunter Eisen(III)-chlorid und Aluminiumsulfat.

Dieser Text wurde übernommen von Openstax, Chemie 2e, Abschnitt 15.1: Niederschlag und Auflösung.