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化学では、いくつかのイオン性固体は水への溶解度が低い。物質の一部は溶解し、固体材料の塊が残ります。ディゾルブの量を正確に計算するには、Kを使用しますsp、溶解度積定数、および物質の溶解度平衡反応に由来する式。
溶解度反応の策定
興味のある物質の平衡溶解反応式を書きます。これは、固体部分と溶解部分が平衡に達したときに何が起こるかを説明する方程式です。例を挙げると、フッ化鉛、PbF2、可逆反応で鉛とフッ化物イオンに溶解します。
PbF2 ⇌Pb2+ + 2F-
正と負の電荷は両側でバランスをとる必要があることに注意してください。また、鉛には+2のイオン化がありますが、フッ化物には-1があります。電荷のバランスを取り、各元素の原子数を説明するには、右側のフッ化物に係数2を掛けます。
Ksp方程式の定式化
興味のある物質の溶解度積定数を調べます。化学の本やウェブサイトには、イオン性固体とそれに対応する溶解度積定数の表があります。フッ化鉛の例に従うために、Ksp 3.7 x 10-8。この図はKの左側にありますsp 方程式。右側では、各イオンを角かっこで囲みます。多原子イオンには独自の括弧が付けられることに注意してください。個々の要素に分けないでください。係数を持つイオンの場合、係数は次の式のように累乗になります。
Ksp= 3.7 x 10-8 = 2
置換と解決
上記の式は、溶解度積定数Kspを2つの溶解イオンと等しくしますが、まだ濃度を提供していません。濃度を見つけるには、次のように各イオンをXに置き換えます。
Ksp= 3.7 x 10-8 =（X）（X）2
これにより、各イオンは別個のものとして扱われ、どちらも濃度モル濃度を持ち、それらのモル濃度の積はKに等しくなりますsp、溶解度積定数。ただし、2番目のイオン（F）は異なります。係数は2です。つまり、各フッ化物イオンは個別にカウントされます。 Xで置換した後にこれを説明するには、括弧内に係数を入れます。
Ksp= 3.7 x 10-8 =（X）（2X）2
Xを解きます：
3.7 x 10-8 =（X）（4X2)
3.7 x 10-8 = 4X3
X = .0021 M
これは、1リットルあたりのモル数で表した溶液濃度です。
溶解量の決定
溶解した物質の量を見つけるには、水をリットルで掛け、次にモル質量を掛けます。たとえば、物質が500 mLの水に溶けた場合、1リットルあたり.0021モル×0.5リットルは.00105モルに相当します。周期表から、鉛の平均原子質量は207.2で、フッ素は19.00です。フッ化鉛分子には2つのフッ素原子があるため、その質量に2を掛けると38.00になります。フッ化鉛の総モル質量は、1モルあたり245.20グラムです。溶液には.0021モルの溶解物質があるため、.0021モルに245.20グラム/モルを乗じると、.515グラムの溶解鉛およびフッ化物イオンが得られます。