Warum ist Calciumacetat in Wasser löslich und Calciumcitrat nicht?
Frage steht oben ,wir sollen das irgendwie mit Ionen und Mölekülen erklären bin verwirrt xD
2 Antworten
Die Löslichkeit von Salzen hängt von den verschiedenen Gitterenergien und Hydrationsenthalpien ab. Also die Energie die aufgewendet werden muss, damit ein Salzgitter aufgebrochen wird und die Enthalpie, die frei wird, wenn ein Salzion hydratisiert wird. Also quasi von Wassermolekülen umhüllt wird, sodass es in Lösung geht. Ist die Gitterenergie hoch, geht das Salz schlecht in Lösung. Ist die Hydrationsenthalpie hoch, geht es besser in Lösung. Das sind die 2 wichtigsten Faktoren, aber natürlich spielen da auch noch weitere Sachen mit, wodurch man deine Frage pauschal nicht so einfach beantworten kann.
Am besten ist es einfach Löslichkeitseigenschaften auswendig zu lernen. Dafür haben ähnliche Salze aber auch ähnliche Löslichkeitseigenschaften, sodass du dir die Eigenschaften einiger Verbindungen schon intuitiv herleiten kannst. Z.B. sind Acetate allgemein gut wasserlöslich. Aber bei anderen Lösungsmitteln ist das natürlich mitunter wieder ganz anders.
Beim Calciumcitrat hat es beim Citratanion 6 Carboxylat-Gruppen R-COO⁻, die 3 Ca²⁺-Ionen binden. Beim Acetat bindet nur ein Ca²⁺-Ion 2 Acetatgrupenn. Es liegt auf der Hand, dass es umso mehr Energie bedarf, Ionen von einander zu trennen, je stärker oder zahlreicher die Bindungskräfte zwischen ihnen sind.
Ich glaube, dass dieser formale Grund nicht die Schwerlöslichkeit erklären kann, denn im Citrat wird ein Ca²⁺-Kation auch nur durch zwei Carboxylat-Gruppen abgesättigt.
Leider findet man im Netz keine Kristallstrukturen von Acetat und Citrat. Vom Tartrat, das dem Citrat - wenn auch einfacher gebaut, aber ebenso schwerlöslich ist - ist eine Struktur vorhanden. Hierbei ist das Ca-Ion 8-fach von Sauerstoffatomen koordiniert, die von 4 Tartrat-Anionen stammen. Ich nehme ähnliche Verhältnisse im Citrat an.
Meine Vermutung, aber wirklich nur eine Vermutung: Es hängt mit der Größe der Anionen zusammen, die die Ca-Ionen abschirmen und den Wasser-Molekülen gar nicht die Möglichkeit geben, an die Ionen überhaupt heranzukommen, um sie aus dem Kristallgitter herauszulösen. Aber - wie gesagt - nur eine Vermutung. belegen kann ich das nicht..
Da hast Du wohl recht, so ganz sauber ist das wohl nicht. Meine Überlegung war einfach die, dass es wohl für die Schule ausreicht, wenn man darauf hinweist, dass Ionen mit höheren Ladungen größere coulombsche Wechselwirkungen haben als Ionen mit geringen Ladungen. Und wenn diese Kräfte größer sind, dann braucht es auch mehr Energie um die Ionen zu trennen. So weit sollte das schon in Ordnung sein. Das dies nicht die letzte Wahrheit über die Ursache der unterschiedlichen Löslichkeiten ist, ist mir schon klar. Man kann zwar mit Gitter- und Solvatisierungsenthalpien argumentieren, aber letztlich sind das auch nur Krücken. Es müsste dann erklärt werden, warum es zu diesen Unterschieden kommt. Das geht letztlich vermutlich nur über quantenmechanische Betrachtungen. Aber ehrlich gesagt, habe ich davon keine Ahnung.
Danke
PS: mag deinen Namen :3