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Eines der ersten wissenschaftlichen Experimente, an das ich mich erinnere, bestand darin, Salz in eine Tasse Wasser zu geben und sehnsüchtig darauf zu warten, dass es sich auflöste. Obwohl ich gespannt war, wie das Salz zu verschwinden schien, verstand ich die Feinheiten der Löslichkeit definitiv nicht. Glücklicherweise folgt die Löslichkeit einer Reihe von Regeln, anhand derer wir bestimmen können, wie löslich eine Substanz ist, beispielsweise wie wahrscheinlich es ist, dass sich ein Salz in diesem Wasser auflöst (vorschau – es ist sehr wahrscheinlich). Wir gehen darauf ein, was Löslichkeit ist, wie sie funktioniert und stellen Ihnen die vollständige Liste der Löslichkeitsregeln vor, um Ihnen bei der Bestimmung der Löslichkeit von Substanzen zu helfen.

Was ist Löslichkeit?

Löslichkeit ist die Fähigkeit eines Stoffes, sich aufzulösen . Die gelöste Substanz wird als gelöster Stoff bezeichnet, und die Substanz, in der sie sich auflöst, wird als Lösungsmittel bezeichnet. Die resultierende Substanz wird als Lösung bezeichnet. Im Allgemeinen ist der gelöste Stoff ein Feststoff und das Lösungsmittel eine Flüssigkeit, wie beispielsweise unser Salz-in-Wasser-Beispiel oben. Gelöste Stoffe können jedoch in jedem beliebigen Zustand vorliegen: gasförmig, flüssig oder fest. Ein kohlensäurehaltiges Getränk ist beispielsweise eine Lösung, bei der der gelöste Stoff ein Gas und das Lösungsmittel eine Flüssigkeit ist.

Ein gelöster Stoff gilt als unlöslich, wenn er sich nicht in einem Verhältnis von mehr als 10.000:1 auflösen kann. Während viele Verbindungen teilweise oder größtenteils unlöslich sind, Es gibt keinen Stoff, der in Wasser völlig unlöslich ist , was bedeutet, dass es sich überhaupt nicht auflösen kann. Sie werden in den Löslichkeitsregeln sehen, dass es für viele Verbindungen, die als unlöslich gekennzeichnet sind, Ausnahmen gibt, wie zum Beispiel Carbonate. Dies ist teilweise der Grund, warum es wichtig ist, die Löslichkeitsregeln genau zu befolgen.

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Wenn Sie an chemischen Gleichungen arbeiten oder eine Hypothese aufstellen, sind Löslichkeitsregeln hilfreich, um die Endzustände der beteiligten Substanzen vorherzusagen. Sie können genau vorhersagen, welche Kombinationen zu welchen Ergebnissen führen.

Die Löslichkeitsregeln gelten nur für die Fähigkeit ionischer Feststoffe, sich in Wasser aufzulösen. Während wir die Löslichkeit berechnen können, indem wir jede Substanz messen und einer Gleichung folgen, ermöglichen uns die Löslichkeitsregeln, die Löslichkeit einer Substanz zu bestimmen, bevor Sie versuchen, sie herzustellen.

Löslichkeitsregeln

Es ist sehr wichtig, dass die Regeln in dieser Liste der Reihe nach befolgt werden, denn wenn eine Regel einer anderen Regel zu widersprechen scheint, Die Regel, die zuerst kommt, ist die, die Sie befolgen . Stoffe auf dieser Liste werden mit ihren Elementnamen angegeben. Die Bezugnahme auf das Periodensystem unten wird Ihnen beim Durcharbeiten der Elementnamen und -gruppen helfen.

1. Salze, die Elemente der Gruppe I (Li+, Na+, K+, Cs+, Rb+) enthalten, sind löslich. Von dieser Regel gibt es nur wenige Ausnahmen. Auch Salze, die das Ammoniumion (NH4+) enthalten, sind löslich.

2. Salze, die Nitrationen (NO3-) enthalten, sind im Allgemeinen löslich.

3. Salze, die Cl -, Br - oder I - enthalten, sind im Allgemeinen löslich. Wichtige Ausnahmen von dieser Regel sind Halogenidsalze von Ag+, Pb2+ und (Hg2)2+. Somit sind AgCl, PbBr2 und Hg2Cl2 unlöslich.

4. Die meisten Silbersalze sind unlöslich. AgNO3 und Ag(C2H3O2) sind übliche lösliche Salze von Silber; praktisch alle anderen sind unlöslich.

5. Die meisten Sulfatsalze sind löslich. Wichtige Ausnahmen von dieser Regel sind CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 und SrSO4.

6. Die meisten Hydroxidsalze sind nur schwer löslich. Hydroxidsalze von Elementen der Gruppe I sind löslich. Hydroxidsalze von Elementen der Gruppe II (Ca, Sr und Ba) sind schwer löslich. Hydroxidsalze von Übergangsmetallen und Al3+ sind unlöslich. Somit sind Fe(OH)3, Al(OH)3, Co(OH)2 nicht löslich.

7. Die meisten Sulfide von Übergangsmetallen sind sehr unlöslich, einschließlich CdS, FeS, ZnS und Ag2S. Arsen-, Antimon-, Wismut- und Bleisulfide sind ebenfalls unlöslich.

8. Carbonate sind häufig unlöslich. Carbonate der Gruppe II (CaCO3, SrCO3 und BaCO​3) sind unlöslich, ebenso wie FeCO3 und PbCO3.

9. Chromate sind häufig unlöslich. Beispiele hierfür sind PbCrO4 und BaCrO4.

10. Phosphate wie Ca3(PO4)2 und Ag3PO4 sind häufig unlöslich.

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11. Fluoride wie BaF2, MgF2 und PbF2 sind häufig unlöslich.

Probefragen

1. Wählen Sie die vorhandenen Verbindungen aus stets in Wasser löslich

A. BaSO4

B. HG2 I2

c. Bei den Olympischen Spielen

D. Na2SO3

In. AgClO3

F. CrCl3

G. Fe PO4

2. Beschriften Sie jedes der folgenden Elemente mit: löslich oder unlöslich

a. Li OH

B. Hg SO4

C. Pb Br2

D. Rb2 S

e. In I2

F. H3 AsO4

G. Noch Cro4

3. Welches Silber (falls vorhanden) ist löslich: Silberchlorid AgCl , Silberphosphat, Ag3 PO4 oder Silberfluorid, AgF ?

Antworten

1. Wählen Sie die vorhandenen Verbindungen aus stets wasserlöslich (fett gedruckt ist korrekt)

A. BaSO4 (siehe Regel 5)

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B. HG2I2 (siehe Regel 3)

C. Das OH (siehe Regel 1)

D. Na2SO3 (siehe Regel 1)

Es ist . Bei ClO3 (siehe Regel 3)

F. CrCl3 (siehe Regel 3)

G. Fe PO4 (siehe Regel 6)

Notiz: Buchstabe e ist ein Beispiel für die Verwendung der Reihenfolge der Regeln zur Bestimmung der Löslichkeit. Regel 4 besagt, dass Silber (Ag) häufig unlöslich ist, Regel 3 besagt jedoch, dass Chlorate (Cl) löslich sind. Da Ag ClO3 ein Silberchlorat ist und Regel 3 vor Regel 4 steht, hat sie Vorrang vor dieser. Diese Verbindung ist löslich.

2. Markieren Sie jedes der folgenden Elemente als löslich oder unlöslich

a. Li OH löslich - Regel 1

B. Fe(OH)2 unlöslich - Regel 7

C. Pb Br2 unlöslich – Regel 2

Ist. Rb2 SO3 löslich - Regel 1

e. In I2 löslich – Regel 3

F. H3 AsO4 unlöslich - Regel 10

G. Auch nicht CRo4 unlöslich - Regel 8

3. Welches Silber (falls vorhanden) ist löslich: Silberchlorid AgCl, Silberphosphat, Ag3 PO4 oder Silberfluorid, AgF ?

Keines der oben genannten Silber ist löslich. In Regel Nr. 4 heißt es, dass es sich um Silbersalze (Ag) handelt
unlöslich, mit Ausnahme von Silbernitrat, AgNO3.

Wie Löslichkeit funktioniert

Wie wir aus unseren Löslichkeitsregeln ersehen können, sind einige Substanzen sehr gut löslich, während andere unlöslich sind oder eine geringe Löslichkeit aufweisen. Werfen wir einen Blick auf die Funktionsweise der Löslichkeit, um die Löslichkeitsregeln besser zu verstehen.

Faktoren, die die Löslichkeit beeinflussen

Ob und in welchem ​​Ausmaß ein Stoff löslich ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Gelöste Stoffe lösen sich typischerweise am besten in Lösungsmitteln, die die meisten molekularen Ähnlichkeiten aufweisen. Die Polarität ist ein wesentlicher Faktor für die Löslichkeit einer Substanz. Moleküle, bei denen ein Ende negativ und das andere positiv geladen ist, gelten als polar, das heißt, sie haben elektrische Pole. Wenn ein Molekül diese ionische Zusammensetzung nicht aufweist, gilt es als unpolar.

Im Allgemeinen sind gelöste Stoffe in Lösungsmitteln löslich, die ihnen molekular am ähnlichsten sind. Polare gelöste Stoffe lösen sich besser in polaren Lösungsmitteln und unpolare gelöste Stoffe lösen sich besser in unpolaren Lösungsmitteln. Zucker ist beispielsweise ein polarer gelöster Stoff und wird sehr gut in Wasser absorbiert. Allerdings wäre Zucker in einer unpolaren Flüssigkeit wie Pflanzenöl nur schwer löslich. Im Allgemeinen sind gelöste Stoffe auch dann löslicher, wenn die Moleküle im gelösten Stoff kleiner sind als die im Lösungsmittel.

Weitere Faktoren, die die Löslichkeit beeinflussen, sind Druck und Temperatur. In einigen Lösungsmitteln vibrieren die Moleküle beim Erhitzen schneller und sind in der Lage, den gelösten Stoff aufzubrechen. Der Druck spielt vor allem bei gasförmigen Stoffen eine Rolle und hat bei flüssigen Stoffen kaum oder gar keine Auswirkungen.

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Die Lösungsgeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich ein Stoff auflöst und ist unabhängig von der Löslichkeit. Die Löslichkeit hängt vollständig von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des gelösten Stoffes und Lösungsmittels ab und wird nicht von der Lösungsgeschwindigkeit beeinflusst. Die Rate sollte nicht in die Löslichkeit einer Substanz einbezogen werden. Dies kann oft verwirrend sein, wenn man zum ersten Mal etwas über Löslichkeit lernt, da sich in einem visuellen Beispiel die schnelle Auflösung von etwas wie eine Bestätigung seiner Fähigkeit zur Auflösung anfühlen kann. Der Löslichkeitsprozess ist jedoch einzigartig und die Geschwindigkeit, mit der er sich auflöst, wird in der Gleichung nicht berücksichtigt.

Ergebnisse vorhersagen

Wenn ein gelöster Stoff mit einem Lösungsmittel gemischt wird, gibt es drei mögliche Ergebnisse: Wenn die Lösung weniger gelösten Stoff enthält als die maximale Menge, die sie auflösen kann (die Löslichkeit), ist sie a verdünnte Lösung . Wenn die Menge des gelösten Stoffes genau mit seiner Löslichkeit übereinstimmt gesättigt. Wenn mehr gelöster Stoff vorhanden ist, als gelöst werden kann, trennt sich der Überschuss von der Lösung und bildet einen Präzipitat .

Eine Lösung gilt als gesättigt, wenn die Zugabe weiterer gelöster Stoffe die Konzentration der Lösung nicht erhöht. Darüber hinaus ist eine Lösung mischbar, wenn sie in jedem Verhältnis miteinander vermischt werden kann – dies gilt hauptsächlich für Flüssigkeiten wie Ethanol (C2H5OH) und Wasser (H2O).

Die Kenntnis und Befolgung der Löslichkeitsregeln ist der beste Weg, das Ergebnis einer bestimmten Lösung vorherzusagen. Wenn wir wissen, dass eine Substanz unlöslich ist, ist es wahrscheinlich, dass sie einen Überschuss an gelöstem Stoff enthält und somit einen Niederschlag bildet. Verbindungen, von denen wir wissen, dass sie gut löslich sind, wie z. B. Salze, bilden jedoch wahrscheinlich Lösungen in unterschiedlichen Verhältnissen; In diesem Fall können wir bestimmen, wie viel gelöster Stoff und Lösungsmittel zur Bildung jeder Lösung benötigt werden und ob es überhaupt möglich ist, eine solche zu bilden.

Wenn man jetzt über das Salz-in-Wasser-Experiment nachdenkt, ist klar, dass das Salz – auch bekannt als NaCl oder Natriumchlorid – gemäß unseren Löslichkeitsregeln sehr gut löslich wäre. Natriumchlorid enthält Na, das gemäß Regel 1 fast immer löslich ist, und Cl, das gemäß Regel 3 normalerweise löslich ist. Auch wenn ich das nur anhand der Regeln erkennen kann, kann nichts den Zauber schmälern, wenn man zusieht, wie chemische Verbindungen direkt vor den Augen zerfallen und sich auflösen. Denken Sie daran, Ihr Periodensystem griffbereit zu haben und achten Sie bei Ihrem nächsten Experiment genau auf die Löslichkeitsregeln.

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