ما هو ثابت حاصل الذوبان (Ksp)؟
ثابت حاصل الذوبان Ksp هو ثابت الاتزان الخاص بمادة أيونية صلبة شحيحة الذوبان عندما تذوب في الماء. فعندما يذوب ملح وفق المعادلة AaBb ← a A + b B (بالعربية تُقرأ من اليمين)، تُحذف المادة الصلبة من التعبير ويساوي Ksp حاصل ضرب تراكيز الأيونات الذائبة، كلٌّ منها مرفوع إلى أس يساوي معامله العددي في المعادلة الموزونة. وكلما كانت قيمة Ksp صغيرة دلّ ذلك على قابلية ذوبان منخفضة، وكلما كانت كبيرة دلّ على أن الملح يذوب بسهولة.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخِل تركيز الكاتيون [A] والأنيون [B] عند الاتزان بوحدة مول/لتر، إضافةً إلى المعاملين العدديين a وb المأخوذين من معادلة الذوبان الموزونة. تُعيد لك الأداة قيمة Ksp، وحدّي الأيونين كلٌّ على حدة، وقيمة pKsp. وفي حالة ملح بسيط بنسبة 1:1 مثل AgCl يكون كلا المعاملين مساويًا 1. أما في حالة Mg(OH)2 فيكون معامل الكاتيون 1 ومعامل الأنيون (OH) يساوي 2.
شرح المعادلة
$$K_{sp} = [A]^{a} \cdot [B]^{b}$$ يُرفع تركيز كل أيون إلى أس يساوي عدد مولات هذا الأيون الناتجة عن كل وحدة صيغة. وبما أن فاعلية المادة الصلبة النقية تساوي 1، فإنها لا تظهر أبدًا في التعبير. والنتيجة عدد بلا وحدات (إذ تُنسب التراكيز اصطلاحًا إلى الحالة القياسية 1 مول/لتر).
مثال محلول
لنأخذ Ag2CrO4 ← 2 Ag + CrO4. لنفترض أن \([Ag] = 2 \times 10^{-4}\) مول/لتر (\(a = 2\)) وأن \([CrO_4] = 1 \times 10^{-4}\) مول/لتر (\(b = 1\)). عندئذٍ يكون $$K_{sp} = (2 \times 10^{-4})^{2} \times (1 \times 10^{-4}) = 4 \times 10^{-8} \times 1 \times 10^{-4} = 4 \times 10^{-12}$$ وبذلك تكون \(pK_{sp} \approx 11.4\).
الأسئلة الشائعة
هل لـ Ksp وحدات؟ وفق الاصطلاح الحديث القائم على الفاعليات، فإن Ksp عدد بلا وحدات لأن كل تركيز يُقسَم على الحالة القياسية 1 مول/لتر.
ما الفرق بين Ksp و Q؟ يستخدم Q (حاصل التفاعل) أي تراكيز كانت، بينما يستخدم Ksp تراكيز الاتزان (أي حالة التشبع). فإذا كان Q أكبر من Ksp تكوّن راسب، وإذا كان Q أصغر من Ksp كان المحلول غير مشبع.
هل يمكنني استخدام الذوبانية المولية مباشرةً؟ نعم؛ عبّر عن تركيز كل أيون بدلالة الذوبانية المولية s ثم عوّض في المعادلة. وتعمل هذه الحاسبة بالتراكيز الأيونية الصريحة التي تُدخِلها أنت.
