In Kapitel 5 haben wir eine Klasse von Reaktionen kennengelernt, bei denen ein Feststoff gebildet wird, der in Wasser „unlöslich“ ist und aus der Lösung ausfällt. Bei diesen „Fällungsreaktionen“ wurde ein ionisches Salz als „unlöslich“ bezeichnet, das die Reaktion zur Bildung von Produkten antreibt. Silberchlorid ist ein klassisches Beispiel dafür. Wenn man Silbernitrat (fast alle Nitratsalze sind in Wasser „löslich“) mit Natriumchlorid mischt, bildet sich ein reichlicher weißer Niederschlag aus Silberchlorid, und das Silbernitrat wird als „unlöslich“ bezeichnet.

Wenn man jedoch die klare Lösung oberhalb des Silberchlorid-Niederschlags entnimmt und eine chemische Analyse durchführt, findet man Natriumionen, Nitrationen und Spuren von Chloridionen und Silberionen. Die Konzentrationen von Silber- und Chloridionen lägen bei etwa 1,67 × 10-5 M, also weit unter den Konzentrationen, mit denen wir normalerweise arbeiten, weshalb wir sagen, dass Silberchlorid „in Wasser unlöslich“ ist. Das ist natürlich nicht wahr. Bei der Löslichkeit handelt es sich um ein Gleichgewicht, bei dem die Ionen die feste Oberfläche verlassen und in Lösung gehen, während sich die Ionen gleichzeitig wieder an der festen Oberfläche ablagern. Für Silberchlorid könnten wir den Gleichgewichtsausdruck wie folgt schreiben:

AgCl(s) + H2O(l)⇄ Ag+(aq) + Cl-(aq)

Um den Ausdruck für die Gleichgewichtskonstante für diese Löslichkeitsreaktion zu schreiben, müssen wir uns an die Regeln erinnern, die in Abschnitt 10.2 dieses Kapitels; Regel Nr. 4 besagt: „Reaktanten oder Produkte, die als Feststoffe oder Flüssigkeiten oder als Lösungsmittel vorliegen, haben alle einen Aktivitätswert von 1, so dass sie den Wert des Gleichgewichtsausdrucks nicht beeinflussen.“ Da Silberchlorid ein Feststoff und Wasser das Lösungsmittel ist, lautet der Ausdruck für die Gleichgewichtskonstante einfach,

\]

Beachten Sie, dass wir die Gleichgewichtskonstante als Ksp bezeichnet haben, wobei sich „sp“ auf das Löslichkeitsgleichgewicht oder „Löslichkeitsprodukt“ (das Produkt der Konzentrationen der Ionen) bezieht. Wir können den Wert von Ksp für Silberchlorid aus den oben genannten analytischen Daten berechnen; eine wässrige Lösung über festem Silberchlorid hat eine Konzentration von Silber- und Chloridionen von 1,67 × 10-5 M, bei 25˚ C. Da die Konzentrationen von Silber- und Chloridionen beide 1,67 × 10-5 M betragen, muss der Wert von Ksp unter diesen Bedingungen sein:

\=(1,67\mal 10^{-5})^{2}=2,79\mal 10^{-10}\]

Dies ist sehr klein, wenn man bedenkt, dass Ksp für Natriumchlorid etwa 29 beträgt!

Für ein Salz wie PbI2 sagt uns die chemische Analyse, dass die Bleikonzentration in einer gesättigten Lösung (die maximale Gleichgewichtslöslichkeit unter bestimmten Bedingungen wie Temperatur, Druck usw.) etwa 1,30 × 10-3 M beträgt. Um Ksp für Blei(II)-iodid zu berechnen, müssen Sie zunächst die chemische Gleichung und dann den Gleichgewichtsausdruck für Ksp schreiben und dann einfach die Ionenkonzentrationen ersetzen. Dabei ist zu beachten, dass auf ein Blei-Ion zwei Iodid-Ionen kommen, so dass die Konzentrationen für Blei(II) und Iodid 1,30 × 10-3 M bzw. 2,60 × 10-3 M betragen.

PbI2(s) ⇄ Pb2+(aq) + 2 I-(aq)

\^{2}=(1,30\times 10^{-3})(2,60\times 10^{-3})^{2}=8.79\times 10^{-9}\]