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溶度積
圖片來自高中化學

溶度積,是指沉澱的溶解平衡常數,用Ksp表示,[1]溶度積的大小反映了難溶電解質的溶解能力。溶度積常數僅適用於難溶電解質的飽和溶液,對易溶的電解質不適用。在溫度一定時,每一難溶鹽類化合物的Ksp皆為一特定值。[2]

目錄

定義

在一定溫度下,難溶電解質晶體與溶解在溶液中的離子之間存在沉澱溶解和生成的平衡,稱為沉澱溶解平衡。將難溶電解質AgCI放入水中,固體表面的一部分Ag+和Cl-在水分子的不斷作用下脫離AgCl固體,與水分子締合成水合離子進入溶液,此過程稱作沉澱的溶解;與此同時,溶液中的水合Ag+和Cl-不斷運動,其中一部分受到AgCl固體的表面帶相反電荷的離子吸引,又會重新結合成固體AgCI,此過程稱作沉澱的生成。難溶電解質的溶解和生成是可逆過程。一段時間後,當難溶電解質溶解的速率和生成的速率相等,溶液中各離子的濃度不再發生變化,難溶電解質固體和溶液中水合離子間的沉澱溶解平衡由此建立:

AgCI(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

詳細解釋

事實證明,任何難溶的電解質在水中總是或多或少地溶解,絕對不溶解的物質是不存在的。通常把在100g水中的溶解度小於0.01g的物質稱為難溶物。難溶電解質在水中溶解的部分是完全離解的,即溶解多少,就離解多少。

溶解達到平衡時的溶液叫飽和溶液。AgCl的溶度積:

式中各物質濃度均為溶解平衡時的濃度,固體濃度在表達式中不出現。c是標準濃度,一般定義為1mol/L,用於抵消Ksp的單位。

溶度積的大小反映了物質的溶解能力。它會受溫度的變化以及其他電解質的溶解影響而改變,所以通常給出的數值為某一單一電解質在特定溫度下測定的。 對於PbCl2,Ca3(PO4)2以及Mg(OH)2等能解離出兩個或多個相同離子的難溶電解質,在書寫其表達式時,應如同寫平衡常數的方法一樣,各離子濃度取離解方程式中該離子的係數為指數:

它可由實驗測得,亦可由一些化學熱力學公式理論上推測。

溶度積(Ksp)和溶解度(S)都可用來衡量某難溶物質的溶解能力,它們之間可以互相換算。

若一電解質分子在溶解後生成p個陽離子,q個陰離子,則

溶度積規則

將Q的大小與Ksp進行比較,根據化學平衡移動原理,可知:

當Q>Ksp時,溶液為過飽和溶液,平衡往左移動,沉澱析出;

當Q<Ksp時,溶液為不飽和溶液,若溶液中仍有沉澱存在,平衡往右移動,沉澱溶解;

當Q=Ksp時,溶液為飽和溶液,處於沉澱溶解平衡狀態,既無沉澱生成,也無沉澱溶解。

上述規則,可以用來判斷沉澱生成和溶解的發生,稱為溶度積規則

參考文獻