Hi, here chemweazle,
Kupfer(II)Hydroxid das Bremer Blau Cu(OH)2
10,00 ml einer wässrigen NaOH Lösung mit ph=13,30103 werden 1,000 mmol CuCl2 zugesetzt (wobei sich das Volumen nicht ändern soll) Welcher ph wert stellt sich ein KL(Cu(OH)2)=1,600x10^-19 (mol/l)3
Hm, hm: Ein fünfstelliger pH-Wert, sicherlich ohne Fehlerrechnung
pH-Wert mit einer Kommastelle , ok.
pH = 13,3, daraus folgt pOH = 14 - 13,3 = 0,7
[OH(-)] = 10-0,7 mol/l = 0,19952623149688796013524553967395 = 0,1996 mol/l, gerundet 0,2 mol/l
[NaOH] = 0,2 mmol /ml
Die Stoffmenge an vorgelegter NaOH, n(NaOH), in 10ml=V(NaOH) Lösung lautet, gerundet:
n(NaOH) = [NaOH] * V(NaOH) = 0,2 mmol / ml * 10 ml = 2 mmol
Fällungsreaktion
2 NaOH + CuCl2(s) ⇒ Cu(OH)2(s) + 2 NaCl
oder
[Cu(H2O)6](2+) + 2 OH(-)(aq) ⇒ Cu(OH)2(s)
1mmol gelöste, hydratisierte Kupfer(II)-Ionen verbrauchen 2 mmol Hydroxidionen für die Bildung von 1 mmol des kristallinen, hellblauen, "himmelblauen", Niederschlages von Kupfer(II)hydroxid, auch als Farbpigment unter dem Namen Bremer Blau bekannt.
Kupfer(II)chlorid und die Natronlauge wurden im passenden stöchiometrischen Verhältnis zur Reaktion(Fällung) gebracht.
Es wurden 1 mmol Kupfer(II)chlorid zu den 2 mmol an vorgelegter Natronlauge hinzugegeben, mit dem Ziel, die Hydroxidionen als kristallinen Niederschlag quantitativ, zu fällen.
Das Kupfer(II)hydroxid ist eine schwerlösliche Verbindung, es ist ein schwacher 1:2-Elektrolyt.
Sonst könnte man bei dieser Verbindung kein Löslichkeitsprodukt definieren.
Reaktionsgleichung des Lösungsgleichgewichtes
Cu(OH)2(s)Û 1 Cu(2+)(aq) + 2 OH(-)(aq)
Welchen pH-Wert hat nun so eine gesättigte, schwerlösliche Verbindung?
Löslichkeitsprodukt(Gleichgewichtskonstante) vom 1:2-Elektrolyt Kupfer(II)hydroxid lautet:
KL(Cu(OH)2(s)) = [Cu(2+)] * [OH(-)]2 = 1,600x10-19 (mol/l)3
Nun zur Berechnung der Hydroxidionenkonzentration wird die Gleichgewichtskonzentration der Kupferionen durch die Hydroxidionenkonzentration unter Beachtung des stöchiometrischen Verhältnisses substituiert.
Die Gleichgewichtskonzentration der Kupferionen verhält sich zur Gleichgewichtskonzentration der Hydroxidionen die die stöchiometrischen Faktoren in der Reaktionsgleichung, nähmlich 1 : 2.
[Cu(2+)] / [OH(-)] = 1 / 2
[Cu(2+)] = (1 / 2) * [OH(-)]
KL(Cu(OH)2) = (1 / 2) * [OH(-)]3
$$[OH^{(-)}] = \sqrt[3]{2\cdot KL} = \sqrt[3]{\dfrac{3,2\cdot mol^{3}}{10^{19}\cdot l^{3}}}$$
[OH(-)] = 6,8399037867067879574124354901754e-7 (mol/l)
[OH(-)] = 6,84 * 10 -7 mol/l
pOH = - log10{6,84 * 10 -7 mol/l * (l / mol)} = -6,1649500072266980079771018421259, gerundet 6,2
pOH≈6,2
pH = 14 – pOH = 14 – 6,2 = 7,8
Zur Frage: Was heisst das volumen darf sich nicht ändern was würde ich anders machen wenn sich das Volumen soll?
Die Hydroxidionenkonzentration wäre nach der Fällung des Kupfer(II)hydroxides die gleiche, wenn man ein Mischvolumen vielleicht von 30 oder 50 ml hätte.
Soviel Wasser könnte man aus praktischen Gründen nicht dazugeben, um das Kupferhydroxid vollständig aufzulösen.
Also bestimmt das Löslichkeitsprodukt die Hydroxidionenkonzentration bis zu dem Volumen, bei dem es vollständig aufgelöst würde. Solange aber noch Niederschlag(Festköper) und Lösung nebeneinander existieren ist die Lösung an Kupferhydroxid gesättigt. Das heißt, die Hydroxidionenkonzentration bleibt solange konstant, bis der Niederschlag durch Zugabe von Unmengen an Wasser vollständig gelöst würde.
Mit der Hydroxidionenkonzentration ist über das Ionenprodukt auch die Hydroniumionenkonzentration bestimmt, oder in logarithmierter Form pH = 14- pOH.
