这个计算器能做什么
摩尔溶解度计算器可以把某种盐的溶度积常数(\(K_{sp}\))换算成它的摩尔溶解度(\(s\)),也就是在平衡状态下每升溶液能溶解多少摩尔该化合物。它适用于任意通式为 \(\text{M}_x\text{A}_y\) 的难溶离子盐,其中 \(x\)、\(y\) 分别为阳离子和阴离子的化学计量系数。
使用方法
先填入 \(K_{sp}\) 数值(可从溶度积数据表中查得),再根据溶解方程 \(\text{M}_x\text{A}_y \rightarrow x\,\text{M} + y\,\text{A}\) 填写系数 \(x\) 和 \(y\)。例如:AgCl 的 \(x = 1\)、\(y = 1\);PbI₂ 和 Ca(OH)₂ 的 \(x = 1\)、\(y = 2\);Ag₂CrO₄ 的 \(x = 2\)、\(y = 1\)。计算器会返回摩尔溶解度,以及由此得到的阳离子和阴离子浓度。
公式解析
达到平衡时,若每升溶解 \(s\) mol,则 \([\text{M}] = xs\),\([\text{A}] = ys\)。代入 \(K_{sp} = [\text{M}]^x[\text{A}]^y\),得 \(K_{sp} = (xs)^x(ys)^y = x^x y^y \cdot s^{(x+y)}\)。解出 \(s\):
$$S = \sqrt[\,x+y\,]{\dfrac{\text{Ksp}}{\text{x}^{\,\text{x}}\cdot\text{y}^{\,\text{y}}}}$$
实例演算
氢氧化钙 Ca(OH)₂ 的 \(K_{sp} = 5.5 \times 10^{-6}\),\(x = 1\)、\(y = 2\)。系数项 \(x^x y^y = 1 \cdot 4 = 4\)。于是 $$s = \left(\frac{5.5\times 10^{-6}}{4}\right)^{1/3} = (1.375\times 10^{-6})^{1/3} \approx 0.0111 \ \text{mol/L}.$$ 氢氧根离子浓度为 \(2s \approx 0.0222 \ \text{mol/L}\)。
常见问题
这个计算器考虑同离子效应吗?本版本计算的是纯水中的溶解度。当溶液中已存在某种共同离子时,同离子效应会降低溶解度;此时平衡表达式不变,只需把已有的离子量加到对应的浓度项中即可。
s 的单位是什么?摩尔每升(mol/L),前提是 \(K_{sp}\) 取 25 °C 标准态下的无量纲数值。
为什么系数必须不小于 1?任何溶解的盐至少会产生一个阳离子和一个阴离子,所以 \(x\) 和 \(y\) 都是大于等于 1 的整数。