什么是由Ksp计算摩尔溶解度?
溶度积常数(Ksp)描述了难溶离子固体与其溶解后离子之间的平衡关系。摩尔溶解度(s)指每升饱和溶液中能够溶解的盐的物质的量。本计算器可将已知的Ksp换算为摩尔溶解度,适用于一般通式为AaBb的各种盐,其电离方程式为AaBb ⇌ a A + b B。
如何使用本计算器
先输入Ksp数值(支持科学计数法,例如3.9e-11),再分别填入阳离子的化学计量数(a)和阴离子的化学计量数(b)。例如:AgCl对应\(a = 1\)、\(b = 1\);CaF₂对应\(a = 1\)、\(b = 2\);Ag₂CrO₄对应\(a = 2\)、\(b = 1\)。计算器将返回摩尔溶解度,以及各离子的平衡浓度。
公式详解
当溶液达到饱和时,\([A] = a \cdot s\),\([B] = b \cdot s\)。将其代入平衡表达式 \(\text{Ksp} = [A]^{a}[B]^{b}\),可得 \(\text{Ksp} = (a \cdot s)^{a}(b \cdot s)^{b} = a^{a} b^{b} \cdot s^{(a+b)}\)。求解 \(s\) 即得:
$$S = \left( \frac{\text{Ksp}}{a^{a} \cdot b^{b}} \right)^{\frac{1}{a + b}}$$
计算实例
以氟化钙CaF₂为例,\(\text{Ksp} = 3.9 \times 10^{-11}\),\(a = 1\)、\(b = 2\)。则 \(a^{a} b^{b} = 1^{1} \cdot 2^{2} = 4\),因此
$$s = \left( \frac{3.9 \times 10^{-11}}{4} \right)^{\frac{1}{3}} = \left( 9.75 \times 10^{-12} \right)^{\frac{1}{3}} \approx 2.14 \times 10^{-4} \ \text{mol/L}$$
氟离子浓度为 \(2s \approx 4.28 \times 10^{-4} \ \text{mol/L}\)。
常见问题
这个公式适用于AgCl这类1:1型盐吗? 适用。当 \(a = b = 1\) 时,公式简化为 \(s = \sqrt{\text{Ksp}}\)。
s的单位是什么? 摩尔溶解度的单位是摩尔每升(mol/L)。若要换算成克每升,乘以摩尔质量即可。
是否考虑了同离子效应或活度系数? 没有。本计算器假设盐溶解于纯水中,离子表现为理想行为(活度系数为1),且不存在额外加入的同种离子。