Wie kann ich die Aufgabe zu chem. GG und Säure Base lösen?
wie viel Mol freie Sulfid-Ionen enthalten 10 ml einer mit Schwefelwasserstoff gesättigten Lösung (c(H2S)= 0,1 Mol /l; KH2S gesamt = 10^-20 mol2/l2) bei einem pH Wert = 5? Reicht die Konzentration von freien Sulfidionen zur Fällung von Bleiionen, die in einer Konzentration von c(Pb2 ) 0.1mol L 1 in der Lösung enthalten sind (pKL(PbS) = 28) ?
1 Antwort
c(H₂S)=0.1 mol/l, Kₜₒₜ=10¯²⁰ mol²/l², pH=5
Die Angabe ist ein bißchen komisch. Tatsächlich hat H₂S die beiden Säurekonstanten pK₁≈7 und pK₂≈13. Das ist konsistent mit Deiner Angabe der Gesamtdissoziationskonstanten, aber die 0.1 mol/l Lösung sollte pH=4 haben. Naja, whatever.
Wenn wir annehmen, daß jemand die H₂S-Lösung mit einem Puffer auf pH=5 haben, dann können wir weiterrechnen. In diesem Fall brauchen wir nur die Reaktionsgleichung für die Gesamtdissoziation aufzuschreiben, die die wird ja von der Gesamtdissoziationskonstanten beschrieben:
H₂S + 2 H₂O ⟶ S²¯ + 2 H₃O⁺
Das Massenwirkungsgesetz ist Kₜₒₜ = c(S²¯) ⋅ c²(H₃O⁺) / c(H₂S) und darin ist alles außer c(S²¯) bekannt, also können wir auflösen:
c(S²¯) = Kₜₒₜ ⋅ c(H₂S) / c²(H₃O⁺) = 10¯²⁰ ⋅ 0.1 / (10¯⁵)² = 10¯¹¹ mol/l
Nun ist gefragt, ob man damit Bleisulfid aus einer Lösung c(Pb²⁺)=0.1 mol/l ausfällen kann. Das Ionenprodukt c(Pb²⁺)⋅c(S²¯) beträgt dann 10¯¹² mol²/l², und das ist viel, viel größer als das Löslichkeitsprodukt von PbS, 10¯²⁸ mol²/l². Also wird das Bleisulfat sehr willig und nahezu vollständig ausfallen.
Du kannst spaßeshalber dieselbe Rechnung auch für pH=0 machen. In diesem Fall erhältst Du eine lächerlich geringe Sulfidkonzentration 10¯²¹ mol/l, also nur ≈600 Ionen pro Liter, aber die Fällung tritt trotzdem immer noch ein. PbS ist eben extrem unlöslich, sogar in Säuren.
