Grüße chemweazle,
Auflösungsreaktion Magnesiumhydroxid
Aufgabe: Magnesiumhydroxid ist eine scher lösliche Verbindung. Die Gleichgewichtskonstante für die Auflösungsreaktion hat den Wert 1,8 * 10-11 mol/L. Es liegt 1 L einer NaOH- Lösung mit dem pH-Wert 12 vor.
Formulieren Sie die Auflösungsreaktion von Magnesiumhydroxid und berechnen Sie die Masse an Magnesiumhydroxid, die sich in der gegebenen NAOH-Lösung löst.
Kommentar: Diese fast gleiche Aufgabe wurde schon am 01. August 2021 von Nancy gestellt mit dem pH-Wert von 11
Es liegt ein Bodenkörper vor. Dann ist diese Lösung gesättigt.
Es stellte sich ein dynamisches Lösungs- und Kristallisationsgleichgewicht ein.
Es liegt ein Gleichgewichtszustand vor. Die Konzentrationen sind also Gleichgewichtskonzentrationen.
Die Hinreaktion ist der Lösungsvorgang, wobei die Ionen aus dem Kristallgitter austreten und sich mit Wassermolekülen komplexieren.
Die Umkehr-Reaktion, Rückreaktion ist das Wiedereintreten an die Kristallgitterplätze der Kristalloberfläche, wobei die Komplexierenden Wassermoleküle, die Solvathülle, abgestreift werden muß.
Nun liegt hier eine gesättigte Magnseiumhydroxid-Lsg. in Natronlauge vor.
Im Gegensatz zu einer gesättigten Lösung von Magnesiumhydroxid in reinem Wasser als Lösungsmittel ist nun in der Natronlauge die Hydroxidionenkonzentration größer.
Also muß in die Magnesimionen-Konzentration , bedingt durch die größere Hydroxidionen-Konzentration geringer sein, als in einer gesättigten Lösung von Magnesiumhydoxid mir reinem Wasser als Lösungsmittel.
Durch den gleichionischen Zusatz an Hydroxidionen des zugegebenen Natriumhydroxids wird das Löslichkeitsgleichgewicht im Vergleich zu einer gesättigten Magnesiumhydroxidlösung im reinen Wasser nun in Richtung der Kristallisation, also nach links, verschoben, gedrückt.
Gesättigte Magnesiumhydroxid-Lösung
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| Auf-Lösung ⇒ |
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| Mg(OH)2(s) | ⇌ | Mg(2+)(aq) | + | 2 OH(-)(aq) |
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| ⇐ Kristallisation |
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Gleichgewichtskonstante, das Löslichkeitsprodukt des 1:2-Elektrolyten Magnesiumhydroxid
KL(Mg(OH)2) = [Mg(2+)] * [OH(-)]2
$$KL(Mg(OH)_{2}) = 8,9 \cdot 10^{-12}\cdot \frac{mol^{3}}{l^{3}}$$
Gesucht ist die Gleichgewichtskonzentration der Magnesiumionen. Gegeben ist der pH-Wert.
Man kann anhand des gegebenen pH-Wertes die Gleichgewichtskonzentration der Hydroxidionen(OH(-)-Ionen) ausrechnen.
Man teilt anschließend das Löslichkeitsprodukt durch das Quadrat der OH(-)-Ionen-Konzentration, dann erhält man die Gleichgewichtskonzentration an Magnesiumionen.
Somit erhält man die Gleichgewichtskonzentration der Magnesiumionen.
$$[Mg^{(2+)}] = \dfrac{KL(Mg(OH)_{2})}{[OH^{(-)}]^{2}}$$
Es gilt bei gegebenen pH-Wert: pOH = pKw - pH.
Berechnung der Gleichgewichtskonzentration der Hydroxidionen
Bei einer Temperatur von θ = 25°C beträgt der Wert für pKw = 14.
Also : pOH = 14 - pH = 14 -12 = 2
⇒ [OH(-)] = 10-pOH * mol / l = 10- 2 * mol / l = 0,01 mol / l
Und das Quadrat der OH(-)-Ionen-Konzentration, beträgt:
[OH(-)]2 = [ 10- 2 * mol / l ]2 = 10-4 * mol2 * l -2 = 0,0001 * mol2 * l -2
$$[Mg^{(2+)}] = \dfrac{8,9 \cdot 10^{-12}\cdot mol^{3}\cdot l^{2}}{10^{-4}\cdot mol^{2}\cdot l^{3}}$$
$$[Mg^{(2+)}] = 8,9 \cdot 10^{-12}\cdot 10^{4}\cdot \frac{mol}{l} = 8,9\cdot 10^{-12+4}\cdot \frac{mol}{l}$$
$$[Mg^{(2+)}]_{gl} = 8,9\cdot 10^{-8}\cdot \frac{mol}{l}$$
Die Gleichgewichts-Konzentration der Magnesiumionen entspricht der Konzentration des gelösten Magnesiumhydroxids.
[Mg]gl = [Mg(OH)2]gelöst = 8,9 * 10-8 mol / l
Im Volumen von 1 Liter befindet sich folgende Stoffmenge und Masse an Magnesiumhydroxid in Lösung :
n(Mg(OH)2) * [Mg(OH)2] * V(Lsg.) = [ 8,9 * 10-8 mol / l ] * 1 l = 8,9 * 10-8 mol
Molmasse von Mg(OH)2 , M(Mg(OH)2) = (24,305+15,9994*2+1,0079*2) g / mol = 58,3196 g /mol
m(Mg(OH)2) = n(Mg(OH)2) * M(Mg(OH)2)
m(Mg(OH)2) = 8,9 * 10-8 mol * 58,3196 ( g /mol ) ≈ 5,1904 * 10-6 g
