Heterogene Gleichgewichte

• Heterogen:Die Stoffe liegen in verschiedenen Phasen vor — fest (s), flüssig (l), gasförmig (g), gelöst (aq).
• Gesättigte Lösung:Ein ungelöster Bodenkörper steht im dynamischen Gleichgewicht (2.1.2) mit den gelösten Ionen.
• Beispiel Gips:\(\ce{CaSO4(s)} \rightleftharpoons \ce{Ca^2+(aq) + SO4^2-(aq)}\)
• Dynamisch:Lösen und Auskristallisieren laufen gleich schnell — pro Sekunde gehen so viele Ionen in Lösung, wie sich ans Gitter anlagern.
• Löslichkeit \(L\):Konzentration des gelösten Stoffs in der gesättigten Lösung, z. B. in mol/L — abhängig vom Stoff und von der Temperatur.

Drei gesättigte Gipslösungen: A und B haben dasselbe Volumen, B aber viel mehr Bodenkörper; C hat das doppelte Volumen. Markiere in jedem Becherglas alle gelösten Ca²⁺-Ionen (orange Kreise) per Klick — oder mit Tab, den Pfeiltasten und Enter. Prüfe dann im Balken.

Halte fest: In einer gesättigten Lösung ist die Konzentration der gelösten Ionen bei gegebener Temperatur fest — egal, wie viel Bodenkörper daneben liegt und wie groß das Volumen ist. Mehr Lösung löst mehr Stoff, aber nicht konzentrierter.

• Reiner Feststoff:Seine „Konzentration“ \(c = \rho / M\) ist eine Stoffkonstante — sie ändert sich nicht, egal wie viel Feststoff vorliegt.
• Reine Flüssigkeit:Gilt genauso, z. B. flüssiges Wasser neben Wasserdampf.
• Beispiel Kalkbrennen:\(\ce{CaCO3(s)} \rightleftharpoons \ce{CaO(s) + CO2(g)}\)

Herleitung:

• Folge:Bei fester Temperatur stellt sich immer dieselbe CO₂-Konzentration ein — unabhängig von der Kalkmenge.
• Offener Ofen:CO₂ wird abgeführt, das Gleichgewicht stellt sich nie ein — der Kalk zersetzt sich vollständig (Le Chatelier, 2.3.1).