Растворимость. Произведение растворимости

Равновесие в системе, состоящей из двух и более фаз, называется гетерогенным. Если одной фазой системы является твердое малорастворимое вещество, например, соль C_nA_m, а другой фазой – насыщенный жидкий водный раствор ее, то в системе устанавливается равновесие:

С_nA_m(тв) ↔ nC^m+_(р-р) + mAⁿ⁻_(р-р) ,

где n – число катионов C^m+ с зарядом m+; m – число анионов Aⁿ⁻ с зарядом n−.

Для этого процесса константа химического равновесия имеет выражение:

,

где a− активности катиона (+) и аниона (−) в растворе и твердой соли. Так как активность индивидуального твердого вещества равна единице (или постоянна при T=const), то ее можно объединить с K_e, а новую постоянную называют произведением активностей или произведением растворимости SP:

.

SP зависит от природы вещества и температуры, но не зависит от активности ионов этого вещества.

Связь растворимости S с произведением растворимости SP

Растворимостьюназывают явление, способность, образование относительно однородной смеси двух и более компонентов. Под растворимостью также понимают концентрацию насыщенного раствора. До сих пор используются Таблицы растворимости, в которых вещества условно разделены на растворимые (растворимость > 10 г/л обозначена буквой Р), малорастворимые (растворимость 0,01÷10 г/л обозначена буквой М) и нерастворимые (растворимость< 0,01 г/л обозначена буквой Н). Очевидно, что это более, чем формально, так как во многих случаях аналитики имеют дело с растворами, содержащими много меньше 00,1 г изучаемого объекта в литре.

Предполагаем, что ионизация (диссоциация) полная, тогда растворимость как концентрация насыщенного раствора S определяет концентрацию и активности ионов в нем. Представим активность в виде произведения концентрации ионов с на коэффициент активности γ и учтем, что концентрации катионов и анионов в n и m раз больше растворимости S

В формулу введен среднеионный коэффициент активности в виде:

.

Именно γ_±, а не коэффициенты активности отдельных ионов можно определить экспериментально или рассчитать.