Υπολογισμός διαλυτότητας και προϊόντος διαλυτότητας

aA (s) ↔ cC (aq) + dD (aq) 

Για να γνωρίζουμε την τιμή της σταθεράς προϊόντος διαλυτότητας, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τις μοριακές συγκεντρώσεις των προϊόντων (στο παράδειγμα αντίδρασης, θα αναφέρεται στα C και D). Εάν αυτά τα προϊόντα έχουν στοιχειομετρικούς συντελεστές, είναι απαραίτητο να αυξήσετε τη συγκέντρωση σε αυτές τις τιμές όπως φαίνεται παρακάτω: 

Kps = [C] ^c [D] ^d 

Το αντιδραστήριο Α δεν περιλαμβάνεται στον υπολογισμό του προϊόντος διαλυτότητας, επειδή είναι στερεό. Τα στερεά δεν περιλαμβάνονται στον υπολογισμό της σταθεράς ισορροπίας, γιατί η συγκέντρωσή τους δεν αλλάζει την έκφραση, και οποιαδήποτε μεταβολή στη συγκέντρωσή τους είναι αμελητέα, και ως εκ τούτου παραλείπεται. Έτσι, το προϊόν διαλυτότητας, Ksp, αντιπροσωπεύει το μέγιστο επίπεδο στο οποίο ένα στερεό μπορεί να διαλυθεί σε ένα δεδομένο διάλυμα. 

Γενικά, ο ακόλουθος τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκφράσει τη σταθερά του προϊόντος διαλυτότητας στην περίπτωση μορίων με περισσότερα από ένα στοιχεία: 

AmBn (s) ↔ mA ⁿ⁺ (aq) + nB ^m- (aq) 

Kps = [A ⁿ⁺ ] ^m [B ^m- ] ⁿ 

Παράδειγμα της έκφρασης του προϊόντος διαλυτότητας 

• Η έκφραση για τη σταθερά προϊόντος διαλυτότητας CaF ₂ λαμβάνεται ως εξής: 

– Πρώτα πραγματοποιείται η αντίδραση διάστασης: CaF ₂ (s) ↔ Ca2+ (aq) + 2F- (aq)

– Τότε, εκφράζεται: 

Kps = [Ca ²⁺ ][F ^– ] ² 

• Η έκφραση της σταθεράς του προϊόντος διαλυτότητας του Ca ₂ CrO ₄ είναι: 

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

Ksp = [Ca ²⁺ ][SO ₄ ^2- ] 

• Η έκφραση της σταθεράς του προϊόντος διαλυτότητας της ένωσης Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ , είναι: 

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

Kps = [Ca ²⁺ ]3[PO ₄ ^3- ] ² 

Παράδειγμα υπολογισμού προϊόντος διαλυτότητας 

Υπολογίστε το προϊόν διαλυτότητας του θειικού ασβεστίου, CaSO4, γνωρίζοντας ότι η συγκέντρωση στους 25 ºC της ένωσης είναι 0,0147 M. 

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  

Υπολογισμός διαλυτότητας από το προϊόν διαλυτότητας 

Η αντίδραση διάστασης του ιωδιούχου μολύβδου PbI ₂ , στους 298 K έχει τιμή για το γινόμενο της διαλυτότητάς του 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  ^-3M

Επιδράσεις που μεταβάλλουν τις ισορροπίες διάλυσης 

• Κοινή επίδραση ιόντων : Η διαλυτότητα της αντίδρασης μειώνεται από το φαινόμενο κοινού ιόντος. Για μια δεδομένη ισορροπία, μια κοινή αντίδραση και ένα κοινό ιόν έχουν σταθερή τιμή προϊόντος χαμηλότερης διαλυτότητας και η αντίδραση χωρίς αυτό το κοινό ιόν έχει σταθερή τιμή προϊόντος υψηλότερης διαλυτότητας. 
• Φαινόμενο άλατος (Διάφορο φαινόμενο ιόντων): Έχοντας αντίθετη επίδραση στην τιμή Kps, σε σύγκριση με την επίδραση των κοινών ιόντων, τα σπάνια ιόντα αυξάνουν την τιμή Kps. Τα σπάνια ιόντα είναι ιόντα άλλα από εκείνα που εμπλέκονται στην ισορροπία. 
• Ζεύγη ιόντων – Με ένα ζεύγος ιόντων (ένα κατιόν και ένα ανιόν), η υπολογιζόμενη τιμή Ksp είναι μικρότερη από την πειραματική τιμή λόγω των ιόντων που εμπλέκονται στη σύζευξη. Για να επιτευχθεί η υπολογισμένη τιμή Ksp, πρέπει να προστεθεί περισσότερη διαλυμένη ουσία. 

βιβλιογραφικές αναφορές

• Σταθερά προϊόντος διαλυτότητας, Ksp–Chemistry LibreTexts. (2022). Ανακτήθηκε στις 7 Φεβρουαρίου 2022, από https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Equilibria/Solubility_KProductol
• Ο Οδηγός Χημείας. https://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/producto-de-solubilidad