Calculul solubilității și al produsului de solubilitate

aA (s) ↔ cC (aq) + dD (aq) 

Pentru a cunoaște valoarea constantei produsului de solubilitate, este necesar să se cunoască concentrațiile molare ale produselor (în exemplul de reacție, se va referi la C și D). Dacă aceste produse au coeficienți stoichiometrici, este necesar să creșteți concentrația la aceste valori, după cum se arată mai jos: 

Kps = [C] ^c [D] ^d 

Reactivul A nu este inclus în calculul produsului de solubilitate, deoarece este un solid. Solidele nu sunt incluse în calculul constantei de echilibru, deoarece concentrația lor nu modifică expresia, iar orice modificare a concentrației lor este neglijabilă și, prin urmare, este omisă. Astfel, produsul de solubilitate, Ksp, reprezintă nivelul maxim la care un solid se poate dizolva într-o soluție dată. 

În general, următoarea formulă poate fi utilizată pentru a exprima constanta produsului de solubilitate în cazul moleculelor cu mai mult de un element: 

AmBn (s) ↔ mA ⁿ⁺ (aq) + nB ^m- (aq) 

Kps = [A ⁿ⁺ ] ^m [B ^m- ] ⁿ 

Exemplu de exprimare a produsului de solubilitate 

• Expresia pentru constanta produsului de solubilitate _CaF2 se obține după cum urmează: 

– Mai întâi se realizează reacția de disociere: CaF ₂ (s) ↔ Ca2+ (aq) + 2F- (aq)

– Apoi, se exprimă: 

Kps = [Ca ²⁺ ][F ^– ] ² 

• Expresia constantei produsului de solubilitate al Ca ₂ CrO ₄ este: 

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

Ksp = [Ca ²⁺ ][SO ₄ ^2- ] 

• Expresia constantei produsului de solubilitate a compusului Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ este: 

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

Kps = [Ca ²⁺ ]3[PO ₄ ^3- ] ² 

Exemplu de calcul al produsului de solubilitate 

Calculați produsul de solubilitate al sulfatului de calciu, CaSO4, știind că concentrația la 25 °C a compusului este de 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  

Calculul solubilității din produsul de solubilitate 

Reacția de disociere a iodurii de plumb PbI ₂ , la 298 K are o valoare pentru produsul său de solubilitate de 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

Efecte care modifică echilibrele de dizolvare 

• Efectul ionic comun : Solubilitatea reacției este redusă de efectul ionic comun. Pentru un echilibru dat, o reacție comună și un ion comun au o valoare constantă a produsului de solubilitate mai mică, iar reacția fără acest ion comun are o valoare constantă a produsului de solubilitate mai mare. 
• Efectul de sare (Efect de ioni diversi): Având un efect opus asupra valorii Kps, comparativ cu efectul ionilor comuni, ionii rari cresc valoarea Kps. Ionii rari sunt alții decât cei implicați în echilibru. 
• Perechi de ioni – Cu o pereche de ioni (un cation și un anion), valoarea Ksp calculată este mai mică decât valoarea experimentală datorită ionilor implicați în împerechere. Pentru a ajunge la valoarea Ksp calculată, trebuie adăugat mai mult dizolvat. 

Referințe

• Solubilitate constantă a produsului, Ksp–Chemistry LibreTexts. (2022). Preluat la 7 februarie 2022, de la https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Equilibria/Solubilty/Solubility_Product_Con_Consp
• Ghidul de chimie. https://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/producto-de-solubilidad