この計算ツールでできること
このモル溶解度計算ツールは、塩の溶解度積定数（Ksp）からモル溶解度（s）を求めます。モル溶解度とは、平衡状態において溶液1リットルあたりに溶ける化合物のモル数のことです。一般式 MxAy で表されるあらゆる難溶性のイオン性塩に対応しており、ここで x と y はそれぞれ陽イオンと陰イオンの化学量論係数を表します。
使い方
まず Ksp の値を入力します（データ表で調べてください）。次に、溶解の化学反応式 MxAy → x M + y A から係数 \(x\) と \(y\) を入力します。たとえば AgCl なら \(x = 1\)、\(y = 1\)、PbI₂ や Ca(OH)₂ なら \(x = 1\)、\(y = 2\)、Ag₂CrO₄ なら \(x = 2\)、\(y = 1\) です。計算するとモル溶解度に加えて、求められる陽イオン・陰イオンの濃度も表示されます。
計算式の解説
平衡状態で s mol/L が溶解したとすると、\([M] = xs\)、\([A] = ys\) となります。これを \(\text{K}_{sp} = [M]^{x}[A]^{y}\) に代入すると、\(\text{K}_{sp} = (xs)^{x}(ys)^{y} = x^{x}y^{y}\cdot s^{(x+y)}\) となります。これを s について解くと、次のようになります。
$$S = \sqrt[\,x+y\,]{\dfrac{\text{Ksp}}{\text{x}^{\,\text{x}}\cdot\text{y}^{\,\text{y}}}}$$
計算例
水酸化カルシウム Ca(OH)₂ は、\(\text{K}_{sp} = 5.5 \times 10^{-6}\)、\(x = 1\)、\(y = 2\) です。係数 \(x^{x}y^{y} = 1\cdot 4 = 4\) となります。したがって $$s = \left(\frac{5.5\times 10^{-6}}{4}\right)^{1/3} = (1.375\times 10^{-6})^{1/3} \approx 0.0111 \text{ mol/L}$$ です。水酸化物イオン濃度は \(2s \approx 0.0222\) mol/L になります。
よくある質問
共通イオン効果は考慮されていますか？ このバージョンは純水中での溶解度を計算します。共通イオン効果とは、同じイオンがすでに存在するときに溶解度が下がる現象です。その場合も同じ平衡の式を使いますが、該当するイオンの濃度項に既存のイオン分を加える必要があります。
s の単位は何ですか？ モル毎リットル（mol/L）です。Ksp は25 ℃における無次元の標準状態値であることを前提としています。
なぜ係数は1以上でなければならないのですか？ 溶解する塩はどれも少なくとも1つの陽イオンと1つの陰イオンを生じます。したがって \(x\) と \(y\) は1以上の整数になります。
