理論化学

溶解度積

投稿日:10月 18, 2020 更新日:

・溶解度積とは?

塩化銀を水にいれる大部分は沈殿しますが一部は溶解して飽和溶液ができす。この飽和溶液中では以下の溶解平衡が成立している。

AgCl(固) ⇄ Ag+Cl

平衡定数K=[Ag][Cl]/[AgCl(固)]

→K[AgCl(固)]=[Ag][Cl]

溶解度積Ksp=[Ag][Cl]

AgとClの濃度の積は温度によって決まる定数となります。この定数Kspが溶解度積となります。

[溶解度積]

AmBn(固体)⇄mAn+nBm-の溶解平衡にあるとき

Ksp=[An+]m[Bm-]n

溶解度積Kpは溶解しているイオンの濃度の積、つまり溶解する限度を表していることになります。よって仮の溶解度積をもとめてそれが溶解度積Kspより大木ければ沈殿し、小さければ沈殿しません。

K=[Ag][Cl]>Ksp→沈殿する *Kは仮の値

K=[Ag][Cl]≦Ksp→沈殿しない

では例題をだして考えていきましょう。

(例題)Mg(OH)2の溶解度積Ksp=[Mg2+][OH]2=1.0×10-11(mol/L)3である。

1.0mol/LのMg2+(MgCl2)水溶液10mlと1.0mol/LのOH(NaOH)水溶液90mLを混合した場合沈殿するかしないのかを答えよ。

(解答)まず混合したあとの[Mg2+]と[OH]のそれぞれの濃度をだします。それぞれがすべて溶けていると仮定すると

[Mg2]=1.0×10/(10+90)=1.0×10-1mol/L

[OH]=1.0×90/(10+90)=9.0×10-1mol/L

よって仮の溶解度積をもとめることができる。

K=[Mg2+][OH]2=1.0×10-1×9.0×10-1=9.0×10-2→Kspよって沈殿する。

別のパターンの溶解度積に関する問題も解いていきましょう。

(問題)AgClの溶解度積Kspは30℃のおいて2.0×10-10(mol/L)2である。この温度におけるAgClの水への溶解度は何mol/L(2桁)となるか?

(解答)AgClの水への溶解度をZmol/Lとすると溶解中のAgやCl

AgCl→Ag+Clより[Ag]=[Cl]=xmol/Lとなる。よって

[Ag][Cl]=Z×Z=Ksp=2.0×10-10が成り立ち、Z>0より

Z≑1.4×10-5mol/Lとなる。

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