Произведение растворимости

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Произведение растворимости (ПР, Ksp) — произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянной температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная.

При постоянной температуре в насыщенных водных растворах малорастворимых электролитов устанавливается равновесие между твердым веществом и ионами, образующими это вещество. Например, в случае для CaCO3 это равновесие можно записать в виде:

\mathrm{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \mbox{Ca}^{2+}(aq) + \mbox{CO}_3^{2-}(aq)\,

Константа этого равновесия рассчитывается по уравнению:

K = \frac{\left\{\mbox{Ca} ^{2+}(aq)\right\}\left\{\mbox{CO}_3^{2-}(aq)\right\}}{ \left\{\mbox{CaCO}_3(s)\right\}}.

В приближении идеального раствора с учётом того, что активность чистого компонента равна единице, уравнение упрощается до выражения:

K_{\mathrm{sp}} = \left[\mbox{Ca}^{2+}(aq)\right]\left[\mbox{CO}_3^{2-}(aq)\right].

Константа равновесия такого процесса называется произведением растворимости.

В общем виде, произведение растворимости для вещества с формулой AmBn, которое диссоциирует на m катионов An+ и n анионов Bm-, рассчитывается по уравнению:

K_{\mathrm{sp}} = \left[\mbox{A}^{n+}(aq)\right]^m\left[\mbox{B}^{m-}(aq)\right]^n,\,

где [An+] и [Bm-] — равновесные молярные концентрации ионов, образующихся при электролитической диссоциации.


Из произведений растворимости можно рассчитать концентрации катионов и анионов в растворе малорастворимого электролита. Значения произведений растворимости приведены в справочниках.

Произведение активностей[править | править вики-текст]

Данное уравнение не учитывает коэффициенты активности, то есть степень влияния ионных сил. Для растворов с концентрациями большими, чем 1·10−4 моль/л необходимо использовать произведение активностей:

K_{\mathrm{sp}} = \left[\mbox{a}_A(aq)\right]^m\left[\mbox{a}_B(aq)\right]^n,

где аA и аB — активности ионов A и B.

Произведение активностей ионов для насыщенных растворов малорастворимых электролитов при данной температуре постоянная величина. Она зависит от температуры и природы растворителя.

Произведение растворимости связано с растворимостью следующим соотношением:

{S} = \sqrt[m+n]{K_{\mathrm{sp}} \over {m^m \cdot n^n}},

где:
m+n — суммарное количество молей катионов и анионов
m — количество молей катиона
n — количество молей аниона
Ksp — произведение растворимости
S — растворимость вещества (моль/л)

Литература[править | править вики-текст]

  • Д. Г. Кнорре, Л. Ф. Крылова, В. С. Музыкантов. Физическая химия, М.:"Высшая школа" 1990

Ссылки[править | править вики-текст]