Das heterogene Gleichgewicht

Ein gelöster Feststoff in Kontakt mit dem reinen Feststoff

Experiment

Zwei Reagenzgläser enthalten Kaliumdichromat, einen kristallinen orangefarbenen Feststoff. In dem ersten Glas ist wenig, in der zweiten viel. Die gleiche Menge Wasser wird in die zwei Reagenzgläser eingegossen und dann gerührt, um ein Gleichgewicht zu erreichen. Hier ist das Ergebnis:

Die Intensität der Färbung in der wässrigen Phase (daher die Molarität des Dichromats) scheint die gleiche zu sein.

Interpretation

In der wässrigen Phase wird das Dichromat zu Ionen dissoziiert: $K_2Cr_2O_7(s)$ $\leftrightarrows$ $2K^+(aq)$ $+$ $Cr_2O_7^{2-}(aq)$ Da Kaliumdichromat allein in der unteren festen Phase gefunden wird, ist seine Konzentration $ c = [K_2Cr_2O_7 (s)] $ hier konstant, und das Gesetz von Guldberg und Waage gibt uns in beiden Fällen: $\frac{[K^+]_{aq}^2[Cr_2O_7^{2-}]_{aq}}{[K_2Cr_2O_7(s)]}$ $=$ $K$ $\frac{[K^+]_{aq}^2[Cr_2O_7^{2-}]_{aq}}{c}$ $=$ $K$ $[K^+]_{aq}^2[Cr_2O_7^{2-}]_{aq}$ $=$ $K\cdot c$ $[K^+]_{aq}^2[Cr_2O_7^{2-}]_{aq}$ $=$ $K_s$ Dies bestätigt, dass die Intensität der Färbung in der wässrigen Phase (aufgrund der Molarität des Dichromats) konstant ist!

Generalisierung

Wenn eine ionische Substanz $(X^{n+})_m(Y^{m-})_n $ im Gleichgewicht zwischen wässriger und fester Phase steht: $(X^{n+})_m(Y^{m-})_n$ $\leftrightarrows$ $m X^{n+}$ $+$ $nY^{m-}$ und da sie in der festen Phase rein ist, haben wir: $[X^{n+}]^m[Y^{m-}]^n$ $=$ $K_s$ $K_s$ ist eine Konstante bei einer gegebenen Temperatur und wird Löslichkeitsprodukt genannt.