Synonym: Präzipitationsreaktion
Englisch: precipitation reaction
Als Fällungsreaktionen bezeichnet man chemische Reaktionen, bei denen die Reaktanten im Lösungsmittel gelöst vorliegen und mindestens ein Produkt, das in diesem Lösungsmittel enthalten ist, schwer- oder gar unlöslich ist oder die Lösung durch Abkühlung übersättigt wird. Das Produkt, das eine schlechtere Löslichkeit aufweist, fällt aus. Die Ausfällung bzw. die ausgefallenen Teilchen werden allgemein als Niederschlag bezeichnet. Gekennzeichnet wird dieser Vorgang in Reaktionsgleichungen mit einem ↓ (Pfeil nach unten) oder einem (s) für solid (fest) hinter der Summenformel des Stoffs.
Eine quantitative Aussage über die Löslichkeit einer Verbindung stellt der Zahlenwert des Löslichkeitsprodukts L dar. Das Ionenprodukt der Lösung ist somit das Produkt der Ionenkonzentrationen in der Lösung - so, wie man es im Ausdruck des Löslichkeitsprodukts berechnet. Liegt eine gesättigte Lösung vor, so ist das Ioneprodukt gleich L. Es ist aber auch möglich, dass es kleiner oder gar größer ist, wenn die Lösung nicht im Gleichgewicht mit ungelöster Substanz steht. Somit lassen sich drei Fälle unterscheiden:
Bezüglich des Lösungsverhaltens unterscheidet man leicht lösliche (z.B. Alkali- und Erdalkalihalogenide) und schwer lösliche Salze (z.B. Silberhalogenide, Schwermetallsulfate und -sulfide).
Ein typisches Beispiel für ein dynamisches, heterogenes Gleichgewicht stellt eine gesättigte Salzlösung dar, die mit dem festen Bodenkörper des Salzes in Kontakt steht. Es gehen ständig aus dem Bodenkörper Ionen in die Lösung und gleichzeitig scheiden sich Ionen aus der Lösung am Festkörper wieder ab.
Ein Salz fällt dann aus, wenn das Produkt der Ionenkonzentration größer als das Löslichkeitsprodukt ist. In der analytischen Chemie wird dieser Vorgang gezielt für Fällungsreaktionen genutzt. Da Salze unterschiedliche Löslichkeiten aufweisen, eröffnen sich somit Möglichkeiten, aus einer Salzlösung durch Zugabe geeigneter Fremdionen eine bestimmte Ionensorte selektiv auszufällen. Dabei tritt ein Niederschlag auf, der als qualitativer Nachweis für eine Ionensorte dienen kann. Man kann diesen auswiegen und zur quantitativen Bestimmung einer Ionensorte heranziehen. Will man eine bestimmte Ionensorte nahezu vollständig ausfällen, ist dies mit einem Überschuss an Fällungsmittel möglich.
Vermischt man die zwei Lösungen, so erhält man ein Volumen von 20 mL. Betrachtet man die Konzentrationen der Ionen in der Mischung, so werden diese durch die Volumenvergrößerung halbiert. Ionenprodukt: |
= 2,5 · 10-7 mol2/L2 > L |
Das Ergebnis zeigt, dass das Ionenprodukt den Wert von L überschreitet. Somit kommt es zu einer Fällung von AgCl. |
Es gilt: bei pH = 9,0 ist pOH = 5,0 und c(OH-) = 10-5 mol/L. Ionenprodukt: |
= 1,0 · 10-13 mol3/L3 < L |
Da das Löslichkeitsprodukt nicht erreicht wird, kommt es auch zu keiner Fällung. |
Will man Ba2+-Ionen nachweisen, so muss man eine Natriumsulfatlösung zugeben. SO42--Ionen lassen sich durch die Zugabe von einer Bariumchloridlösung nachweisen. Es entsteht in beiden Fällen schwer lösliches Bariumsulfat als farbloser Niederschlag. Dieser Bariumssulfatniederschlag ist nicht in Ammoniaklösung lösbar. Dies kann man dazu nutzen, um eine Unterscheidung von AgCl zu sichern.
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2 NaCl | |||
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ | L = 10-10 mol2/L2 |
Fachgebiete: Chemie
Diese Seite wurde zuletzt am 2. Oktober 2014 um 07:31 Uhr bearbeitet.
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