5.3   Iloczyn rozpuszczalności

Proces rozpuszczania  trudno rozpuszczalnej substancji jonowej można przedstawić jako  równowagę pomiędzy substancją w postaci ciała stałego (osadu - ) a jonami tej substancji obecnymi w roztworze ( ):

 (5.29)                         

Stałą równowagi tego procesu można opisać równaniem:

(5.30)                         

Stężenie  jest dla układu trudno rozpuszczalna substancja jonowa / roztwór praktycznie stałe, gdyż roztwór zawsze pozostaje w równowadze z osadem o stałej koncentracji substancji. Możemy zatem przekształcić równanie (5.30) grupując wartości stałe po lewej stronie równania:

(5.31)                         

Iloczyn:   zwany iloczynem rozpuszczalności jest wielkością stałą w określonych warunkach ciśnienia i temperatury, charakterystyczną dla danego układu trudno rozpuszczalna substancja jonowa  / rozpuszczalnik.

Innymi słowy iloczynem rozpuszczalności nazywamy  iloczyn stężeń jonowych danej substancji jonowej w roztworze nasyconym:

(5.32)                         

Tablica 5.2. przedstawia iloczyny rozpuszczalności wybranych substancji jonowych w roztworach wodnych.Tablica 5.2.

Iloczyny rozpuszczalności wybranych elektrolitów w roztworach wodnych w temperaturze 200C

Sól

Równowaga

Wyrażenie iloczynu rozpuszczalności L

Wartość iloczynu rozpuszczalności L

 

Iloczyn jonowy charakteryzuje stężenie jonów w roztworze pozostającym w równowadze z osadem, a więc w roztworze nasyconym. Jest więc miarą rozpuszczalności danej substancji jonowej.

Jeżeli iloczyn stężeń jonowych trudno rozpuszczalnego elektrolitu w roztworze jest większy niż iloczyn rozpuszczalności tego elektrolitu:

 

 to z roztworu wytrącać się będzie osad aż do momentu kiedy iloczyn ten nie osiągnie wartości równej iloczynowi rozpuszczalności .

Jeśli iloczyn ten jest mniejszy niż iloczyn rozpuszczalności:

                                   

substancja rozpuszcza się całkowicie w roztworze (roztwór nienasycony).

Zależności powyższe wynikają z przesunięć równowagi i dążenia układu do zachowania stałej równowagi w równaniu (5.30).

Własności wodnych roztworów trudno rozpuszczalnej soli , której  iloczyn rozpuszczalności  wynosi , ilustruje tablica 5.3.

Tablica 5. 3.

Niekiedy można uzyskać roztwory o stężeniach większych niż wynosi rozpuszczalność danej substancji w roztworze (przekroczony iloczyn rozpuszczalności). Roztwory takie noszą nazwę roztworów przesyconych. Są one układami nierównowagowymi i termodynamicznie nietrwałymi. Roztwory takie będą dążyć do powrotu do równowagi i z biegiem czasu wytrąci się z nich osad.