Oplosbaarheidsproduct

[Olezgus]

Het gaat over een NaOH-oplossing, waar chloor in opgevangen wordt ("scrubber"). De reactie luidt:

2 NaOH + Cl2 --> NaOCl + NaCl + H2O

Het begint met een 5 M NaOH oplossing (in water). De temperatuur ligt tussen 25 en 30 graden. Volgens mij kan er dan NOOIT een zout vormen.

want:

NaOH: 1110 g/l

NaOCl: 293 g/l

NaCl: 359 g/l

Voor NaOCl is het oplosbaarheidsproduct dan: 293 (g/l) gedeeld door 74 (g/mol) = 4 mol/l

Ksp = [Na+][ClO-]

--> Ksp = 4*4 = 16

Omdat volgens de reactievergelijking 2 mol NaOH: 1 mol NaOCl en 1 mol NaCl maakt. En omdat NaOCl (langzaam) vervalt richting NaCl zou je, volgens mij, maximaal 2,5 M NaOCl kunnen krijgen. (als al het OH op is, en dat gebeurt nooit)

Omdat Ksp = 16, en [Na+] blijft tijdens het proces steeds 5 M --> 16/5 = 3,2 M NaOCl mag erin zitten.

Conclusie er zal NOOIT een neerslag kunnen vormen: praktijk: wel degelijk een neerslag.

Mogelijke problemen:

(1) Ik gebruik 293 g/l voor NaOCl dit is volgens wikipedia de oplosbaarheid bij 0 ^C.

(2) Er staat 'pentahydraat' bij. Betekent dit dat in opgeloste vorm ook steeds 5 H2O moleculen rondom dit ding zitten? en zo ja, tellen deze watermoleculen dan nog wel mee voor het totale aantal liters water?

(3) Op de Engelse wiki bij NaOCl staat een smeltpunt van 18 graden, op de Nederlandse 24,5 graden. Hoe dan ook, de temperatuur is hoger, wat betekent dat NaOCl een vloeistof is ? hoe moet ik me dit voorstellen, om NaOCl vloeistof in de natronloogoplossing te hebben? en zit er in NaOCl vloeistof ook een watermantel om ieder molecuul?

Het zou erg fijn zijn om te weten waar de oorzaak ligt van de neerslagvorming, want die is ongewenst...

[Fred F.]

(1) Ik gebruik 293 g/l voor NaOCl dit is volgens wikipedia de oplosbaarheid bij 0 ^C.

(2) Er staat 'pentahydraat' bij.

Nee, er staat geen pentahydraat bij de oplosbaarheid, alleen bij het smeltpunt. Zuiver NaOCl smelt niet maar explodeert.

Volgens het befaamde Handbook of Chemistry and Physics is de oplosbaarheid van NaOCl in water: 79,9 g/100g bij 25 oC, oftewel 799 g/kg water. Bedenk overigens wel dat dit niet 799 g/liter betekent. Dat voorbehoud geldt voor alle oplosbaarheden die als g/100 g gegeven worden.

Niettemin is het inderdaad theoretisch onmogelijk dat er een NaOCl neerslag ontstaat uitgaande van 5 M NaOH.

Conclusie: het neerslag is iets anders. Neerslag affiltreren en analyseren dus.

[Olezgus]

Kan ik op een of andere manier wel naar g/l toe rekenen? hoe weet ik hoe groot de volumeverandering is na het toevoegen van x g zout? (ik dacht dat dit (bijna) altijd verwaarloosbaar was trouwens)

Maar het NaOCl is in de oplossing boven zijn smeltpunt, wat betekent dat? zijn dat toch gewoon Na+ en ClO- ionen, met watermantel?

[Fred F.]

Om om te rekenen moet je de dichtheid van de oplossing bij die concentratie weten.

NaOCl is niet boven zijn smeltpunt. Dat lage smeltpunt van 18 oC is voor het pentahydraat. Smeltpunt van NaOCl is niet te bepalen omdat het bij verwarmen ontleedt voor het smelt.

[Olezgus]

Om om te rekenen moet je de dichtheid van de oplossing bij die concentratie weten.

dat had ik inderdaad zelf ook wel mogen bedenken

Maar het kan dus nooit pure NaCl of NaOCl zijn? (het is wit) het enige wat er verder in zou mogen zitten is een beetje Si en een beetje Ge, maar dat zou ook niet zo veel mogen zijn...

Ik denk dat analyse inderdaad de enige manier is om erachter te komen!

Hoe begin je aan zoiets dan? ik bedoel, als je dus echt geen idee hebt wat het is?

Zelf dacht ik in ieder geval:

- wat neerslag pakken en proberen op te lossen in demiwater, en vervolgens met een titratie checken of er Cl- in zit.

- zelfde voor ClO-

- zelfde voor OH- (zal waarschijnlijk niet zo gauw neerslaan toch?)

Maar hoe bepaal ik bijvoorbeeld of er Natrium in zit? (en Si? en Ge?)

(ik ben eigenlijk van technische natuurkunde, dus niet echt zo met chemische analyses bezig..)

[Olezgus]

BTW. nog over dat smeltpunt van 18 graden voor het pentahydraat...

Een pentahydraat is toch als je een vaste stof hebt, waarbij de moleculen ieder 5 watermoleculen om zich heen hebben?

Om puur NaOCl te krijgen zou je dan moeten verdampen, maar zoals je zegt, dat gaat niet wat dan ontleed het (in NaCl en O2 ?)

In 'mijn' situatie ontstaat het NaOCl pas in het water, dus als Na+ en ClO- ionen. Blijven deze bij elkaar? omdat ze elkaar dus aantrekken? of wordt het Na+ ion gewoon omringd door H2O met de O-kanten ernaar toe, en wordt de ClO- omringd door H2O met de H-kant ernaar toe?

ik denk dat laatste, want daaruit komt ook de oplosbaarheid voort, toch? (als alle H2O's 'in gebruik zijn' om deeltjes in te pakken, dan kunnen er verder geen ionen meer oplossen, toch?)

[Fred F.]

Het vast NaOCl kan als pentahydraat NaOCl.5H₂O bestaan. Dat water is dan kristalwater. Er zijn veel zouten die kristalwater kunnen bevatten. Sommigen kunnen bestaan in meerdere vormen met verschillende hoeveelheden kristalwater.

Dat heeft niets te maken met het aantal H₂O moleculen wat zich in oplossing rondom de ionen Na⁺ of OCl^- bevindt.

Je zou een elementenanalyse op het neerslag kunnen (laten) verrichten.

[Olezgus]

Oke, dat zal dan in het hoofdstuk 'aanbevelingen' gaan komen denk ik. Want dat zal ik niet meer binnen een maand geregeld krijgen. (ik zit in de laatste maand van mijn stage en deze vraag (niet hoofdopdracht) houdt me toch bezig...)

Dan valt er hier verder weinig over te zeggen denk ik en wil ik jou bij deze bedanken voor de snelle antwoorden!