同离子效应计算器的作用
同离子效应是指当溶液中已经含有某种微溶离子化合物自身的一种离子时，该化合物溶解度的下降。本计算器接受盐的溶度积（Ksp）、其离子化学计量数，以及已溶解的共同（同名）离子的摩尔浓度，返回被抑制的摩尔溶解度 s′ — 即该盐仍能溶解的量。它还会给出纯水中的溶解度以供比较，让你清楚地看到共同离子将平衡推向未溶解固体的力度有多大。
使用方法
输入盐的 Ksp（接受诸如 1.8e-10 的科学记数法）。对于盐 MxAy，设定阳离子系数 x 和阴离子系数 y — 对 AgCl 两者都为 1；对 CaF2 取 x = 1、y = 2。输入已存在离子的摩尔浓度，然后选择该共同离子是阳离子还是阴离子。结果会显示被抑制的溶解度，以及它比纯水中小多少倍。
公式解析
盐按其平衡溶解，而溶度积固定了离子浓度之积：
$$K_{sp} = [M^{n+}]^x\,[A^{m-}]^y$$
在纯水中，每个化学式单位释放 x 个阳离子和 y 个阴离子时，摩尔溶解度为
$$s = \left( \frac{ K_{sp} }{ x^x\,y^y } \right)^{1/(x+y)}$$
当共同离子已以浓度 C 存在时，该离子的浓度主要由 C 决定，而非由正在溶解的盐决定（勒夏特列原理）。假设加入的离子占主导 — 即 C 远大于溶解所贡献的额外量 — 则对于共同阴离子，被抑制的溶解度为
$$s' = \left( \frac{ K_{sp} }{ x^x\,C^y } \right)^{1/x}$$
而对于共同阳离子则为
$$s' = \left( \frac{ K_{sp} }{ C^x\,y^y } \right)^{1/y}$$
计算示例
氯化银（AgCl，x = 1，y = 1）的 Ksp = 1.8 × 10−10。在纯水中其溶解度为 s = √(1.8 × 10−10) ≈ 1.34 × 10−5 mol/L。现在将其溶于 0.10 M 的氯化钠中，使共同阴离子 Cl− 已达 0.10 M：
$$s' = \frac{ 1.8\times10^{-10} }{ 0.10 } = 1.8\times10^{-9}\ \text{M}$$
氯离子背景使氯化银的溶解度降低了约 7,450 倍 — 从约 1.3 × 10−5 M 降到 1.8 × 10−9 M。
常见问题
为什么加入共同离子会降低溶解度？ 根据勒夏特列原理，提高某种产物离子的浓度会使溶解平衡向未溶解固体方向移动，因此溶解的盐更少。离子浓度之积必须仍等于 Ksp，所以若一种离子被迫升高，另一种就必须下降。
这是否假设共同离子的浓度远高于正在溶解的盐？ 是的。它采用标准近似，即加入的共同离子浓度 C 决定该离子的总浓度；只要 C 远大于盐被抑制的溶解度（通常情况），该近似就准确。当 C 与纯水中的溶解度相当时，请将结果视为一个接近的估计值。
共同离子浓度应输入哪个数值？ 使用由另一种完全可溶来源提供的同名离子的摩尔浓度。对于 0.10 M NaCl 中的 AgCl，共同离子是浓度为 0.10 M 的 Cl−；对于 0.20 M Pb(NO3)2 中的 PbCl2，共同离子是浓度为 0.20 M 的 Pb2+。
