酸、鹼與離子平衡

溶度積

不停地把粉筆末攪進水裡,到某一刻就再也溶不進去了——多餘的粉末只是堆在底部。在那個擁擠的極限上,離子離開固體和重新加回固體的速率相等,這是溶解與結晶之間的僵持。溶度積準確告訴你,在這種僵持出現之前,溶液最多能擠到多滿。

對於一種微溶的離子固體,溶度積 Ksp 是該固體溶解成離子這個平衡的平衡常數。對於像 AgCl 這樣的鹽,它就是 Ksp = [Ag+][Cl-]:把飽和時的離子濃度相乘。Ksp 小,意味著固體幾乎不溶;大一些,意味著溶得更多。純固體本身不出現在表達式裡,因為它的量不會改變這個平衡。

Ksp 之所以重要,是因為它能預測何時會生成沉澱:把兩份溶液混在一起,如果相關離子濃度的乘積超過了 Ksp,固體就會析出。這支配著管道裡的水垢、腎結石的形成,以及礦物的沉積方式。要注意的是,Ksp 真正只適用於微溶的鹽,並假定理想行為——在擁擠的真實溶液裡,別的離子會改變實際溶解度。

氯化銀以難溶著稱,Ksp ≈ 1.8 × 10⁻¹⁰。把硝酸銀溶液倒進鹽水裡,白色的 AgCl 固體立刻讓混合液變渾,因為離子積一下子衝過了 Ksp。

一旦離子積超過 Ksp,鹽就再也溶不下去,會析出沉澱。

加入一種和固體共用某離子的鹽,會降低它的溶解度——這就是同離子效應。把氯化銀溶在已經富含氯離子的鹽水裡,溶出的銀會比在純水裡還要少。

又稱
溶度积溶度積Ksp