Произведение растворимости

Произведе́ние раствори́мости (ПР, Шаблон:Math) — произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянных 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:

${\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}}_3(s)\rightleftharpoons {\text{Ca}}^{2+}(aq)+{\text{CO}}_3^{2-}(aq).$

Константа этого равновесия рассчитывается по уравнению:

$K=\frac{\{{\text{Ca}}^{2+}(aq)\}\{{\text{CO}}_3^{2-}(aq)\}}{\{{\text{CaCO}}_3(s)\}}.$

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

$K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}=[{\text{Ca}}^{2+}(aq)][{\text{CO}}_3^{2-}(aq)].$

Константа равновесия такого процесса называется произведением растворимости.

В общем виде, произведение растворимости для вещества с формулой AШаблон:MathBШаблон:Math, которое диссоциирует на Шаблон:Math катионов AШаблон:Math и Шаблон:Math анионов BШаблон:Math, рассчитывается по уравнению:

$K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}={[{\text{A}}^{n+}(aq)]}^m{[{\text{B}}^{m-}(aq)]}^n,$

где [AШаблон:Math(aq)] и [BШаблон:Math(aq)] — равновесные молярные концентрации ионов данного вещества, образующихся при электролитической диссоциации.

Из произведений растворимости и отношения числа катионов к анионам Шаблон:Math можно рассчитать концентрации катионов и анионов в растворе малорастворимого электролита. Значения произведений растворимости приведены в справочниках.

Произведение активностей

Уравнение произведения растворимости не учитывает коэффициенты активности, то есть степень влияния ионных сил. Для растворов с концентрациями бо́льшими, чем 1Шаблон:E моль/л, необходимо использовать произведение активностей:

$K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}={[{\text{a}}_A(aq)]}^m{[{\text{a}}_B(aq)]}^n,$

где Шаблон:Math и Шаблон:Math — 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:

для вещества A_mB_n или A_nB_m

$S=\sqrt[m+n]{\frac{K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}}{m^m\cdot n^n}},$ (моль/л)

где:

Шаблон:Math — количество моль катиона;

Шаблон:Math — количество моль аниона;

Шаблон:Math — произведение растворимости;

Шаблон:Math — растворимость вещества (моль/л);

или

$S=\sqrt[m+n]{\frac{K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}}{m^m\cdot n^n}}\cdot \frac{M}{10},$ (г/100 мл)

Шаблон:Math — молярная масса вещества (г/моль).

Соль	m	n	Растворимость, S
AgCl, CaSO4, FePO4	1	1	$\sqrt{K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}}$
Na2SO4 Ca(OH)2	2 1	1 2	$\sqrt[3]{\frac{K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}}{4}}$
Na3PO4 FeCl3	3 1	1 3	$\sqrt[4]{\frac{K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}}{27}}$
Al2(SO4)3 Ca3(PO4)2	2 3	3 2	$\sqrt[5]{\frac{K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}}{108}}$
ApBq AqBp	p q	q p	$\sqrt[p+q]{\frac{K_{\mathrm{s}\mathrm{p}}}{p^p{q}^q}}$

Литература

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

Ссылки

• Произведения растворимости (ПР), (водная среда, 25 °C)Шаблон:Ref-ru
• [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3687.html xumuk.ru о произведении растворимости]