Lösungen, Fällungen, Wasserchemie

Zusammenfassung

Kapitel 8 erklärt anhand praktischer Beispiele: Lösungen, Löslichkeitsprodukt, Aktivitätskoeffizienten, Fällungsreaktionen und Gravimetrie, Fremdioneneinfluss auf die Fällung von Niederschlägen. Der Text richtet sich an Studierende an technischen Hochschulen und Universitäten, sowie an Lernende in der gymnasialen Oberstufe und an Fachschulen für Laborberufe. Die maßanalytischen Verfahren aus Kapitel 7 werden um Fällungsreaktionen ergänzt und begleiten chemische Grundlagenvorlesungen und analytisch-chemische Praktika.

Lösungen im engeren Sinn sind homogene Gemenge aus einem flüssigen Lösungsmittel (Dispersionsmittel) und einem gelösten Stoff (disperse Phase), der fest, flüssig oder gasförmig, molekular oder salzartig sein kann.

Der Lösungsvorgang schreitet von der Kristalloberfläche ins Kristallinnere fort. Wasser ist ein ideales Lösungsmittel für Ionen. Es schwächt die COULOMB-Anziehungskräfte im Kristall, weil sich die Permittivität (Dielektrizitätszahl) der Umgebung von ε_r = 1 im Vakuum auf ε_r = 78 in Wasser ändert. Durch die Wärmebewegung zerfällt das Kristallgitter. Bei der Solvatation – in Wasser Hydratation genannt – umhüllen Lösungsmittelmoleküle die freien Ionen und Dipole des gelösten Stoffes unter Ausbildung von Ion-Dipol-Komplexen und Dipol-Dipol-Aggregaten. Beim Lösen eines Salzes wie CaCl₂·6 H₂O kühlt die wässrige Lösung ab, weil die Gitterenergie durch die Hydratationsenthalpie nicht gedeckt wird. Bei Alkalihydroxiden und Schwefelsäure wird Lösungswärme frei, weil die Hydratationsenthalpie die Gitterenergie übersteigt.