Deze presentatie wordt gebruikt tijdens het hoorcollege Niet Instrumentele Analytische Chemie zoals dit wordt gedoceerd aan het departement Gezondheidszorg en Technologie van de UC Leuven-Limburg.

1. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.1 Inleidende begrippen
4.1.1 Oplosbaarheid
Voorbeeld
In water lost een grote hoeveelheid vast NaCl op.
Bron: J. McMurry, R. C. Fay, Chemistry 4th Ed., Prentice Hall, 2004
De gevormde ionen zijn gehydrateerd.
Hoofdstuk 4
Factoren die de oplosbaarheid van weinig oplosbare verbindingen
beïnvloeden

2. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie

3. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.1 Inleidende begrippen
4.1.1 Oplosbaarheid
Andere voorbeelden
Sterke elektrolyten die goed oplosbaar zijn in
water, maar niet onbeperkt oplosbaar!
De oplosbaarheid (s) is de maximale hoeveelheid opgeloste stof per volume-eenheid van het solvent!
Eenheid: mol/l of g/l

4. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Ag
+
-oplossing
Cl
–
-oplossing
4.1.2 Oplosbaarheidsproduct
AgCl is een weinig oplosbare verbinding.
Voeg een oplossing van Cl–
-ionen toe aan een oplossing van Ag+
-ionen.
Indien de concentraties aangepast zijn, ontstaat een neerslag van AgCl.

5. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
H2O : vloeibare fase
AgCl : vaste fase
sAgCl
0 Aantal gram toegevoegde AgCl aan 100 ml H2O
AantalgramAgClopgelostper100mlH2O
I II
onverzadigingsgebied verzadigingsgebied
4.1.2 Oplosbaarheidsproduct
Breng een zeer kleine hoeveelheid vast AgCl in water. Het AgCl zal volledig oplossen en dissociëren in
ionen (onverzadigingsgebied).
Indien verder AgCl wordt toegevoegd, zal er een grenswaarde bereikt worden.
dynamisch evenwicht
Verder oplossen van AgCl is onmogelijk. AgCl zal neerslaan (verzadigingsgebied).

6. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.1.2 Oplosbaarheidsproduct
Algemeen Bron: R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring,
General Chemistry, 8th Ed., Prentice Hall, 2002
Voorbeelden
CuS
In het verzadigingsgebied staat AgCl in evenwicht met Ag+
en Cl–
.
Het dynamisch evenwicht wordt gekenmerkt door een
evenwichtsconstante Ksp.
Voor een verdunde oplossing geldt:
Pb3(PO4)2

7. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.1.3 Verband tussen de oplosbaarheid en het oplosbaarheidsproduct
Stoffen met dezelfde formule wat betreft het aantal ionen die per mol kunnen geleverd worden
(a) Met dezelfde Ksp-waarden
s berekenen
1 mol AgCl (143,3 g) in 1 liter H2O = oververzadigde oplossing
1 mol BaSO4 (233,4 g) op te lossen in 1 liter H2O = oververzadigde oplossing
Besluit
De oplosbaarheid uitgedrukt in mol/l is voor beide stoffen gelijk, maar is uitgedrukt in g/l verschillend.

8. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.1.3 Verband tussen de oplosbaarheid en het oplosbaarheidsproduct
Stoffen met dezelfde formule wat betreft het aantal ionen die per mol kunnen geleverd worden
(b) Met verschillende Ksp-waarden
s berekenen
Besluit
Een groter oplosbaarheidsproduct betekent hier een grotere oplosbaarheid

9. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Stoffen met verschillende formule wat betreft het aantal ionen die per mol kunnen geleverd worden
4.1.3 Verband tussen de oplosbaarheid en het oplosbaarheidsproduct
sAg2CrO4
is op het eerste zicht minder sAgCl.
Merk op!
s berekenen
Besluit
sAg2CrO4
> sAgCl. Men dient dus de oplosbaarheid te vergelijken en niet het oplosbaarheidsproduct!

10. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.1.4 Het ionenproduct
Vanaf wanneer ontstaat een neerslag?
Voorbeeld 1
Formele concentraties aan zilver- en chloride-ionen als men stelt dat alles zou oplossen
We vertrekken van AgClvast
10-6
mol AgCl in 1 liter H2O Alle AgCl lost op!
10-5
mol AgCl in 1 liter H2O Verzadigde oplossing zonder neerslag
10 × meer AgCl oplossen
10-4
mol AgCl in 1 liter H2O Oververzadigde oplossing met neerslag
Dynamisch evenwicht
Merk op!
10-5
mol van het AgCl is opgelost en 9 × 10-5
mol is onopgelost.

11. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
I.P. > Ksp Oververzadigde oplossing → Neerslag
I.P. = Ksp Exact verzadigde oplossing → Geen Neerslag
I.P. < Ksp Onverzadigde oplossing → Geen Neerslag
4.1.4 Het ionenproduct
Vanaf wanneer ontstaat een neerslag?
Voorbeeld 2
100 ml AgNO3 5,0 × 10-6
M + 100 ml KCl 5,0 × 10-6
M
Besluiten
Onverzadigde oplossing
Vanaf wanneer ontstaat een neerslag?
Voorbeeld 3
100 ml AgNO3 2,0 × 10-4
M + 100 ml KCl 2,0 × 10-4
M
Oververzadigde oplossing
Vertrekken van een oplossing

12. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Merk op!
4.1.4 Het ionenproduct
Voorbeeld 3
100 ml AgNO3 2,0 × 10-4
M + 100 ml KCl 2,0 × 10-4
M
oplossing In theorie zijn er in 200 ml oplossing in totaal 2 × 10-5
mol Ag+
en 2 × 10-5
mol Cl–
.
Hiervan zijn 10-5
M × 0,200 l = 2 × 10-6
mol Ag+
en 2 × 10-6
mol Cl–
in oplossing.
10 % is in oplossing!
20 × 10-6
mol Ag+
– 2 × 10-6
mol Ag+
= 18 × 10-6
mol Ag+
90 % slaat neer!

13. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2 Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden
4.2.1 Invloed van de temperatuur
Ionisatiereactie - endotherme evenwichtsreactie
Hydratatie of solvatatiereactie - exotherme reactie
Meestal zal een verhoging van de temperatuur de oplosbaarheid doen stijgen!
Algemeen
Meestal
T↑
Endotherm
Soms
Exotherm
T↑

14. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2 Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden
4.2.2 Invloed van het gemeenschappelijk ion
X
–
Principe van Le Châtelier
neerslag lost op
Veronderstel een verzadigde oplossing van MX2.
Voeg nu meer X–
toe!
meer neerslag
Algemeen
Het systeem reageert tegen deze uitwendige verhoging door een inwendige
verlaging van X–
. Meer neerslagvorming!
Gemeenschappelijk Ion Effect
Toepassing in gravimetrie: [X–
] hoog houden zodat neerslag kwantitatief is!

15. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Kwalitatief voorbeeld
Bron: R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring,
General Chemistry, 8th Ed., Prentice Hall, 2002
Principe van Le Châtelier
Het chemisch evenwicht verschuift naar links!
4.2.2 Invloed van het gemeenschappelijk ion
Veronderstel een verzadigde oplossing van PbI2. Voeg nu meer I–
toe!

16. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2.2 Invloed van het gemeenschappelijk ion
Cijfervoorbeeld
Ba(IO3)2 is een weinig oplosbare verbinding (Ksp = 1,6 × 10-9
)
Berekening van [Ba2+
] in een verzadigde oplossing aan Ba(IO3)2
De Ba(IO3) 2-neerslag is niet kwantitatief.

17. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2.2 Invloed van het gemeenschappelijk ion
Cijfervoorbeeld
Berekening van [Ba2+
] in een verzadigde oplossing aan Ba(IO3)2 in aanwezigheid van KIO3 0,1 M.
De Ba(IO3) 2-neerslag is nu kwantitatief.
Besluit
sBa(IO3)2
in H2O is ongeveer 5000 maal groter dan in aanwezigheid van 0,1 M KIO3.
Indien we de concentratie aan Ba2+
willen bepalen onder de vorm van Ba(IO3)2, zal men steeds werken
in aanwezigheid van een sterke overmaat aan KIO3.

18. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2 Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden
4.2.3 Invloed van de pH
De rechtstreekse invloed van de pH
De oplosbaarheid van Mg(OH)2 daalt met stijgende pH. De neerslag is slechts kwantitatief bij hoge pH (pH
≥ 11,5)
Gemeenschappelijk Ion Effect

19. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
De rechtstreekse invloed van de pH
Kwalitatief
Basische oplossingen – pH stijgt → Le Châtelier →minder oplosbaar
Zure oplossingen – pH daalt → Le Châtelier → meer oplosbaar
4.2.3 Invloed van de pH

20. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2.3 Invloed van de pH
De onrechtstreekse invloed van de pH
H
+
verzadigde oplossing
van CaF2 in H2O
Voorbeeld 1
Bron: J. McMurry, R. C. Fay, Chemistry 4th
Ed., Prentice Hall, 2004

21. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Voorbeeld 2
De onrechtstreekse invloed van de pH
4.2.3 Invloed van de pH

22. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Voorbeeld 2
De onrechtstreekse invloed van de pH
4.2.3 Invloed van de pH
Berekening van [Ca2+
] in functie van de pH.
Massabalans

23. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Voorbeeld 2
De onrechtstreekse invloed van de pH
4.2.3 Invloed van de pH
Berekening van [Ca2+
] bij verschillende pH’s.

24. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Voorbeeld 3
De onrechtstreekse invloed van de pH
Carbonaten zijn meer oplosbaar in zure oplossingen.
Bron: J. McMurry, R. C. Fay, Chemistry 4th Ed., Prentice Hall, 2004

25. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Opmerking
circa 1935 circa 1995
Schade door zure regen
Bron: N. Tro, Introductory Chemistry 3rd Ed., Prentice Hall, 2009

26. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
http://old.iupac.org/didac/
Opmerking Chemische evenwichten en de natuur: de vorming van grotten

27. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2 Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden
4.2.4 Invloed van complexvorming
Voorbeeld 1
F
–
-oplossing
verzadigde oplossing
van Al(OH)3
s?

28. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
Bron: J. McMurry, R. C. Fay, Chemistry 4th Ed., Prentice Hall, 2004
4.2.4 Invloed van complexvorming
Voorbeeld 2
Bron: J. McMurry, R. C. Fay, Chemistry 4th Ed., Prentice Hall, 2004

29. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2.4 Invloed van complexvorming
Voorbeeld 3
http://www.public.asu.edu/~jpbirk/

30. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2 Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden
4.2.5 Invloed van elektrolieten aanwezig in de oplossing
s van een weinig oplosbare verbinding is groter in een elektrolietoplossing dan in zuiver H2O
Voorbeeld
Stijgende elektrostatische aantrekkingskracht
• Grootte van het effect is afhankelijk van de lading van de ionen waaruit de neerslag is samengesteld.
0,00
1,00
2,00
3,00
0 0,01 0,02 0,03 0,04
Concentratie KNO3 (M)
s-Molaireoplosbaarheid(x10-5
M)
BaSO4
AgCl
Invloed van de concentratie aan elektrolieten (KNO3) op de oplosbaarheid van BaSO4 en AgCl.
Elektrostatische aantrekkingskracht
>

31. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2.5 Invloed van elektrolieten aanwezig in de oplossing
• Grootte van het effect is afhankelijk van de ionensterkte µ van de elektrolietoplossing.
Voorbeeld
Ionensterkte van 1,0 M NaCl en 1,0 M Na2SO4
Hoe groter de ionensterkte µ hoe groter het effect op s omwille van de elektrostatische aantrekkingskracht
NaCl-oplossing: [Na+
] = [Cl–
] = 1,0 M
Na2SO4-oplossing: [Na+
] = 2,0 M & [SO4
2–
] = 1,0 M

32. Tom MortierAnalytische Chemie 1 BLT – 1 Chemie
4.2 Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden
4.2.6 Invloed van het oplosmiddel
Anorganische zouten zijn het best oplosbaar in het zeer polaire H2O.
zout
sterk polair
Afhankelijk van de samensteling van het oplosmiddel.
polair solvent
Apolair
solvent
Anorganische zouten zijn minder goed oplosbaar in H2O + CH3COCH3 of H2O + CH3OH .