Изчисляване на разтворимост и продукт на разтворимост

aA (s) ↔ cC (aq) + dD (aq) 

За да се знае стойността на константата на продукта на разтворимост, е необходимо да се знаят моларните концентрации на продуктите (в примерната реакция това ще се отнася за C и D). Ако тези продукти имат стехиометрични коефициенти, е необходимо концентрацията да се повиши до тези стойности, както е показано по-долу: 

Kps = [C] ^c [D] ^d 

Реагент А не е включен в изчислението на продукта за разтворимост, тъй като е твърдо вещество. Твърдите вещества не са включени в изчислението на равновесната константа, тъй като тяхната концентрация не променя израза и всяка промяна в тяхната концентрация е незначителна и следователно се пропуска. По този начин продуктът на разтворимост, Ksp, представлява максималното ниво, при което твърдо вещество може да се разтвори в даден разтвор. 

Като цяло следната формула може да се използва за изразяване на константата на продукта на разтворимост в случай на молекули с повече от един елемент: 

AmBn (s) ↔ mA ⁿ⁺ (aq) + nB ^m- (aq) 

Kps = [A ⁿ⁺ ] ^m [B ^m- ] ⁿ 

Пример за изразяване на продукта за разтворимост 

• Изразът за константата на продукта на разтворимост на CaF ₂ се получава, както следва: 

– Първо се провежда реакцията на дисоциация: CaF ₂ (s) ↔ Ca2+ (aq) + 2F- (aq)

– Тогава се изразява: 

Kps = [Ca ²⁺ ][F ^– ] ² 

• Изразът на константата на продукта за разтворимост на Ca ₂ CrO ₄ е: 

CaSO ₄ (s)↔ Ca ²⁺ (aq) + SO ₄ ^2- (aq) 

Ksp = [Ca ²⁺ ][SO ₄ ^2- ] 

• Изразът на константата на продукта на разтворимост на съединението Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ е: 

Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ ↔ 3 Ca ²⁺ + 2 OP ₄ ^3- 

Kps = [Ca ²⁺ ]3[PO ₄ ^3- ] ² 

Пример за изчисляване на продукта за разтворимост 

Изчислете продукта за разтворимост на калциев сулфат, CaSO4, като знаете, че концентрацията при 25 ºC на съединението е 0,0147 М. 

CaSO4 (s)↔ Ca2+ (aq) + SO ₄ ^2- (aq) 

Ksp = [Ca ²⁺ ][SO ₄ ^2- ] 

Kps = [0,0147 M][0,0147 M] = 2,16,10 ^-4  

Изчисляване на разтворимостта от произведението за разтворимост 

Реакцията на дисоциация на оловен йодид PbI ₂ при 298 K има стойност за неговия продукт на разтворимост Kps = 7.1.10 ^-9 

PbI ₂ (s) ↔ Pb2+ (aq) + 2I- (aq) 

s 2s 

Kps = [Pb ²⁺ ][I ^– ] ² 

7.1.10 ^-9  = [s][2s] ² 

7,1.10 ^-9 = 4s ³ 

s = 1,2.10  ^-3М

Ефекти, които променят равновесията на разтваряне 

• Общ йонен ефект : Разтворимостта на реакцията се намалява от общия йонен ефект. За дадено равновесие обща реакция и общ йон имат по-ниска константна стойност на продукта на разтворимост, а реакцията без този общ йон има по-висока константна стойност на продукта на разтворимост. 
• Ефект на солта (Ефект на различни йони): Имайки обратен ефект върху стойността на Kps, в сравнение с ефекта на обикновените йони, редките йони увеличават стойността на Kps. Редки йони са йони, различни от тези, участващи в равновесието. 
• Йонни двойки – При йонна двойка (катион и анион), изчислената стойност на Ksp е по-малка от експерименталната стойност поради йоните, участващи в сдвояването. За да се достигне изчислената стойност на Ksp, трябва да се добави още разтворено вещество. 

Препратки

• Продуктова константа на разтворимост, Ksp–Chemistry LibreTexts. (2022). Изтеглено на 7 февруари 2022 г. от https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Equilibria/Solubilty/Solubility_Product_Constant%2C_Ksp
• Ръководството по химия. https://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/producto-de-solubilidad