Что такое произведение растворимости (Ksp)?
Произведение растворимости Ksp — это константа равновесия для малорастворимого ионного твёрдого вещества, растворяющегося в воде. Если соль диссоциирует по схеме AaBb → a A + b B, то само твёрдое вещество в выражение не входит, а Ksp равно произведению концентраций растворённых ионов, каждая из которых возведена в степень своего стехиометрического коэффициента. Малое значение Ksp означает низкую растворимость, большое — что соль растворяется легко.
Как пользоваться калькулятором
Введите равновесную концентрацию катиона \([A]\) и аниона \([B]\) в моль/л, а также стехиометрические коэффициенты \(a\) и \(b\) из уравнения растворения с уравненными коэффициентами. Калькулятор выдаёт Ksp, отдельные ионные слагаемые и pKsp. Для простой соли состава 1:1, например AgCl, оба коэффициента равны 1. Для Mg(OH)2 коэффициент при катионе равен 1, а при анионе (OH) — 2.
Разбор формулы
$$K_{sp} = [A]^{a} \cdot [B]^{b}$$ Концентрация каждого иона возводится в степень, равную числу молей этого иона, образующихся на одну формульную единицу. Поскольку активность чистого твёрдого вещества равна 1, оно в выражении не появляется. Результат — безразмерная величина (по соглашению концентрации соотносятся со стандартным состоянием 1 моль/л).
Пример расчёта
Рассмотрим Ag2CrO4 → 2 Ag + CrO4. Пусть \([Ag] = 2 \times 10^{-4}\) моль/л (\(a = 2\)) и \([CrO_4] = 1 \times 10^{-4}\) моль/л (\(b = 1\)). Тогда $$K_{sp} = (2\times10^{-4})^{2} \times (1\times10^{-4}) = 4\times10^{-8} \times 1\times10^{-4} = 4\times10^{-12}$$ откуда \(pK_{sp} \approx 11{,}4\).
Частые вопросы
Есть ли у Ksp единицы измерения? Согласно современному подходу, основанному на активностях, Ksp безразмерно, поскольку каждая концентрация делится на стандартное состояние 1 моль/л.
Чем Ksp отличается от Q? Q (произведение реакции) рассчитывают для любых концентраций, а Ksp — для равновесных (насыщенных). Если \(Q > K_{sp}\), выпадает осадок; если \(Q < K_{sp}\), раствор ненасыщен.
Можно ли подставлять молярную растворимость напрямую? Да — выразите концентрацию каждого иона через молярную растворимость \(s\), а затем подставьте в формулу. Этот калькулятор работает с явно заданными концентрациями ионов.