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Alt 28.11.2009, 06:44   #16   Druckbare Version zeigen
Firlefanz07  
Mitglied
Beiträge: 76
AW: Schwefelsäure und Kalilauge, welches Salz bleibt zurück...?

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Zumindest kann man dies nicht allgemein so sagen. So können sich die Löslichkeitsverhältnisse des jeweiligen Sulfats und des entsprecheden Hydrogensulfats durchaus so verhalten, dass das Sulfat auch dann entsteht, wenn Schwefelsäure im Überschuss vorliegt.
Welches Salz genau entsteht läßt sich doch ganz einfach an der Stöchiometrie ablesen:

Stöchiometrie:
Zitat:
Zitat von bm Beitrag anzeigen
Schwefelsäure : 10 ml x 1 mmol/ml = 10 mmol
Kalilauge : 10 ml x 1 mmol/ml = 10 mmol

Verhältnis 1:1.
Ergebnis:
Zitat:
Zitat von bm Beitrag anzeigen
Kaliumhydrogensulfat. Nachrechnen!
Rechnung:

Dazu die pKS-Werte:
pKS(H2SO4) = ~-3
pKS(HSO4-) = 1,92
pKB(SO42-) = 12,1

Es entsteht somit Kaliumhydrogensulfat KHSO4

"TRICK":

Auch hier liegt der "Trick" wieder im Detail ("Welches Salz erhält man"):
Nach der Neutralisation liegt zwar auch folgendes vor (siehe pKS-Werte):
H3O+ + SO42-

Was passiert mit diesem Anteil aber nun wenn man der Lösung Wasser entzieht?
H3O+ - H2O + SO42- + K+ -> KHSO4

Neutralisationen verhalten sich stöchiometrisch, weshalb genau der Grund ist, warum man mit ihnen maßanalytisch arbeiten kann. (Genauer: Weil sie stöchiometrisch sind, kann man maßanalytisch arbeiten).

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Zumindest kann man dies nicht allgemein so sagen. So können sich die Löslichkeitsverhältnisse des jeweiligen Sulfats und des entsprecheden Hydrogensulfats durchaus so verhalten, dass das Sulfat auch dann entsteht, wenn Schwefelsäure im Überschuss vorliegt.
Nein, weil es nicht von der Löslichkeit abhängt. Die Löslichkeit spielt keine Rolle, da nichts ausfällt. Ohne Ausfall auch kein Einfluß auf das MWG. Das Sulfat kann nicht entstehen wenn die Schwefelsäure im 2-fach oder größeren (bezogen auf das normal) Verhältnis vorliegt.

Aber abhängig von der Stoffmenge kann unterschiedliches entstehen:
H2SO4 zu KOH (in mol) >= 1 -> Kaliumhydrogensulfat *
H2SO4 zu KOH (in mol) >0,5 und <1 -> Kaliumhydrogensulfat und Kaliumsulfat
H2SO4 zu KOH (in mol) = 0,5 -> Kaliumsulfat
H2SO4 zu KOH (in mol) < 0,5 -> Kaliumsulfat und Kaliumhydroxid

Wie eben erwähnt, es hängt von der Stöchiometrie ab.

* bei >1 verdampft auch SO3 beim eindampfen, allerdings wird es dann extrem kompliziert, denn bei diesen hohen Temperaturen wird auch das Hydrogensulfat termisch zersetzt.

Geändert von Firlefanz07 (28.11.2009 um 07:11 Uhr)
Firlefanz07 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.11.2009, 18:36   #17   Druckbare Version zeigen
Firlefanz07  
Mitglied
Beiträge: 76
AW: Schwefelsäure und Kalilauge, welches Salz bleibt zurück...?

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Ich nehme Ihnen ungern diesen Glauben. Aber wenn man Bariumhydroxid mit einer äquivalenten Menge verdünnter Schwefelsäure versetzt, und dann noch einmal die gleiche Menge verdünnte H2SO4 hinzufügt, bildet sich kein Bariumhydrogensulfat.
Erste Frage: Was verstehen sie unter Menge?
Zweitens Hinweis: Ba(OH)2, daher hier ist Normalität von Schwefelsäure 0,5 und von Bariumhydroxid ebenfalls 0,5. Bei Kaliumhydroxid aber 1. Zudem ist Bariumsulfat nicht wasserlöslich.
Drittens würde man bspw. 1 mol Schwefelsäure und 1 mol Bariumhydroxid zusammengeben und eindampfen erhält man 1 mol Bariumsulfat und 2 mol Wasser. Alles exakt stöchiometrisch.

Die Frage war aber nicht, was man mit Barytwasser erhält sondern mit Kalilauge und bei Kalilauge erhält man eben bei den angegebenen Stoffmengen Kaliumhydrogensulfat.

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Ich habe mir erlaubt , einmal die Frage rot zu markieren, um darauf hinzuweisen, dass es hier um die Bildung eines Salzes geht. Da darf man es schon seltsam finden, wenn Sie schreiben, es komme auf die Löslichkeit nicht an. Solange noch nichts ausfällt, ist doch noch gar kein Salz entstanden.
Hier verweise ich auf die Frage des Themaerstellers:
Zitat:
Man gibt

10 ml Schwefelsäure der Konzentration c = 1 mol / l sowie
10 ml Kalilauge der Konzentration c = 1 mol / l

zusammen und dampft die Lösung ein.
Welches Salz bleibt zurück?

Geändert von Firlefanz07 (28.11.2009 um 18:42 Uhr)
Firlefanz07 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.11.2009, 01:15   #18   Druckbare Version zeigen
Firlefanz07  
Mitglied
Beiträge: 76
AW: Schwefelsäure und Kalilauge, welches Salz bleibt zurück...?

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Eben, kann ich da nur sagen. Auch beim Eindampfen fällt das Salz aus, dessen Löslichkeitsprodukt als erstes überschritten wird .
Nein.

Beim Eindampfen kristalliert das Salz. In diesem Fall Kaliumhydrogensulfat.

Dabei fällt nichts aus. Ausfallen (schlicht gesagt nicht gelöst sein können) und Kristallisieren (ein exothermer Vorgang mit Bildung von Makromolekülen) sind ganz unterschiedliche Vorgänge. Auch wenn man den Kristallen dann noch weiter Wasser enzieht um ein wasserfreies Salz zu haben erhält man wiederum nur Kaliumhydrogensulfat.

Die Löslichkeit spielt dabei nochmal deutlich gesagt keine Rolle. Siehe nochmal die von mir angegebene Reaktion oben, was bei Wasserentzug nebenbei passiert.
Firlefanz07 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.11.2009, 04:36   #19   Druckbare Version zeigen
Firlefanz07  
Mitglied
Beiträge: 76
AW: Schwefelsäure und Kalilauge, welches Salz bleibt zurück...?

Um vielleicht nochmal Klarheit zu schaffen.

In der neutralisierten Lösung liegen neben Hydrogensulfationen auch Sulfationen und H3O+-Ionen vor, weil das Hydrogensulfat als noch starke Säure weiterdisoziiert. Das geht nach folgender Gleichung:

HSO4- + H2O <=> H3O+ + SO42-

Entzieht man nun Wasser durch Eindampfen verschiebt sich obiges Gleichgewicht nach links. Das insbesondere, da das Oxonium nicht stabil ist (es gibt keine Oxoniumsalze (bzw. es gibt doch welche, aber das ist ein Spezialthema und erfordert sogenannte Supersäuren)), es ist im Gegenteil sogar Hyperreaktiv. Daher solange noch Oxonium vorhanden ist wird Hydrogensulfat gebildet. Erst wenn keines mehr da ist (auch rechte Seite ohne Reaktionsstoff, wird kein Hydrogensulfat mehr gebildet und es bleibt Sulfat bestehen. Das passiert aber eben nur wenn wie oben angegeben das Stoffmengenverhältnis in mol im Bereich von 0,5 bis 1 ist. Aber auch hier wird zuerst Hydrogensulfat gebildet, auch wenn es ein besseres Löslichkeitsprodukt hätte.

Umgekehrt, bei einem Stoffmengenverhältnis von 0,5 oder kleiner, ist die Reaktion oben nach ganz nach rechts verschoben, weil gar kein Oxonium da ist (außer Autoprotolyse, aber das wenige aus der Autoprotolyse wird beim Eindampfen "herausgezwungen", wiederum wegen MWG). Daher entsteht bei einem derartigen Mengenverhältnis kein Anteil Hydrogensulfat sondern nur Sulfat.

Von daher ist beides nicht von der Löslichkeit betroffen, da beides reagiert. Bei einem Niederschlag ist das anders, weil der Stoff durch das "Niederschlagen" dem Reaktionsgemsich entzogen wird und nicht mehr reagieren kann. Dieses "Niederschlagen" verschiebt deshalb auch die Gleichungen gemäß MWG.

Von daher ist das Löslichkeitsprodukt nur dann relevant, wenn es bereits in der Lösung zu einem Ausfall kommt, was praktisch nur bei vollkommen unlöslichen Stoffen passiert (ansonsten hat man nur eine übersättigte Lösung, die aber genau nach der obigen Reaktion reagieren kann).

Nimmt man nun also ein schlechter lösliches Ion, dessen Löslichkeitsprodukt überschritten ist, das aber nicht ausfällt, dann führt dies auf Grund der Entropie ebenfalls zu einer Verschiebung der obigen Gleichung, sofern diese dank noch vorhandenem Oxonium (stöchiometrisch) ablaufen kann. Ein niedrigers Löslichkeitsprodukt ist daher nicht einflußnehmend, da es die Rückreaktion verstärkt (Entropie).

Es wäre sogar überhaupt zu prüfen ob selbst ein ausgefallener Niederschlag aus diesem Grund nicht wieder aufgelöst wird, wenn er nicht aus der Lösung abfiltriert wurde.

Ihr könnt es aber auch über die Produkte aufziehen:
Wenn bei diesen Mengenverhältnissen Kaliumhydrogensulfat entsteht ist alles okay.

Die Annahme es würde auch Kaliumsulfat entstehen würde folgende drei Salze erzwingen:
ACHTUNG GEDANKENSPIEL (dies entsteht natürlich nicht s.o.):
Kaliumhydrogensulfat
Kaliumsulfat und Oxoniumhydrogensulfat und Oxoniumsulfat

Oxoniumhydrogensulfat ist aber Schwefelsäure + Wasser und Oxoniumsulfat ist Schwefelsäure + 2 Wasser
Daher wäre immer noch Wasser da und vor allem Oxonium und damit Hydrogensulfat, insofern würde das Kaliumsulfat wieder gelöst und in Kaliumhydrogensulfat umgewandelt werden.

Das sollte nochmal klar deutlich machen, warum es hier nur auf die Stöchiometrie nicht aber die Löslichkeit ankommt.

Geändert von Firlefanz07 (29.11.2009 um 04:47 Uhr)
Firlefanz07 ist offline   Mit Zitat antworten
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