Chemie begreifen, Schulbuch

CaCO 3 (s) Ca 2+ (aq) + CO 3 2-- (aq) Ca 2+ (aq) + EDTA Chelatkomplex CaCO 3 (s) + EDTA Chelatkomplex + CO 3 2-- (aq) N N C C C C _ O O O O O _ O CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 + Ca 2+ CH 2 _ O _ O 4-- N CO 2 --- N CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CO 2 --- CO 2 --- CO 2 --- Ca 2+ 2-- Für besonders Interessierte Das Wichtigste N4 168 Manchen Reaktionen fehlt Triebkraft: Nur ein kleiner Bruchteil der Edukte wandelt sich um, K ist kleiner als 1 und das Gleichge- wicht liegt ungünstig. Eine zweite Reaktion mit großer Triebkraft schafft gemäß dem Prinzip von Le Châtelier Abhilfe: Sie verbraucht die geringen Produktmengen, blockiert dadurch die Rückreaktion und die Hinreaktion überwiegt trotz geringer Triebkraft. Bei der Gesamtbilanz wird weggelassen, was als Produkt bei der 1. Reaktion entsteht und zugleich bei der 2. Reaktion als Edukt verbraucht wird. Damit die Kopplung erfolgreich ist, muss der kleine Zahlenwert von K 1 durch einen besonders großen Zahlenwert von K 2 überkompensiert werden. Hartes Wasser enthält größere Mengen an Calcium-Ionen, die oft störende, wasserunlösliche Beläge aus Calciumcarbonat (Kalk) bilden. Dieser salzartige Feststoff kann – wie oben ausge- führt – durch Kopplung mit einer Komplexbildung gelöst werden. Allerdings neigt das sehr stabile Calcium-Ion wenig dazu, sich mit Liganden zu umgeben. Einen Ausweg bietet sein Einbau in einem besonders stabilen Chelatkomplex. Dazu eignet sich zB Ethylendiamintetra- acetat (EDTA), das ein Zentralkation 6fach an sich binden kann. Dieses organische Anion bildet mit dem Calcium-Ion einen so stabilen Komplex, dass festes Calciumcarbonat in Lösung geht. Cu(OH) 2 (s) Cu 2+ (aq) + 2 OH -- (aq) K L = c(Cu 2+ (aq) ) . c 2 (OH -- (aq) ) < 1 K Stab >> 1 = c([Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ (aq) ) c(Cu 2+ (aq) ) . c 4 (NH 3 (aq) ) Cu(OH) 2 (s) Cu 2+ (aq) + 2 OH -- (aq) Cu 2+ (aq) + 4 NH 3 (aq) [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ (aq) Cu(OH) 2 (s) + 4 NH 3 (aq) [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ (aq) + 2 OH -- (aq) K L < 1 K Stab >> 1 K L . K Stab > 1 Beispiel: Beispiel: Beispiel: Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv