هر گاه اراده کنیم که مطالعه خود را درباره سیستم تعادلی حل شدن مواد کم محلول مانند کلرید نقره در آب را از بررسیهای کیفی فوق فراتر ببریم و داوریهای کمی و دقیق تری انجام دهیم، ناگزیر از کاربرد یک رابطه ثابت تعادل خاصی می‌باشیم. این رابطه را حاصلضرب انحلالی می‌گویند و ثابت آن را Ksp یا ثابت حاصضرب انحلالی می‌نامند.

تعیین حاصلضرب انحلال پذیری در رسوب کلرید نقره

بیشتر اجسام حداقل به میزان کم در آب حل می‌شوند. چنانچه ماده‌ای نامحلول یا کم محلول در آب قرار داده شود، موقعی که سرعت انحلال یونها از جامد برابر سرعت رسوب کردن یونها از محلول سیر شده گردد، یک حالت تعادل برقرار می‌شود. پس بین کلرید نقره و محلول سیر شده از کلرید نقره یک حالت تعادل وجود دارد.

ثابت تعادل به صورت زیر

از آنجا که غلظت یک جامد خالص مقدار ثابتی است، را ممکن است باk یکی گرفت. در این صورت خواهیم داشت :

ثابت k_sp حاصضرب انحلال پذیری نامیده می‌شود. غلظتهای یونی در این رابطه ، غلظتهای مربوط به یک محلول سیر شده در دمای مرجع هستند.
وابستگی k_sp به دما
از آنجا که انحلال پذیری یک نمک معمولا بطور وسیعی با دما تغییر می‌کند، مقدار عددی k_sp یک نمک با دما تغییر می‌کند. جدول حاصضرب انحلال پذیری اجسام مختلف در دمای 25 درجه سانتیگراد در کتابهای مرجع مختلف داده شده است.

انحراف از مقدار k_sp

انحلال پذیری برخی از نمکها در آب بیش از مقداری است که بر مبنای مقادیر k_sp محاسبه شده است. سیستم کربنات باریم را در نظر بگیرید.

یون کربنات موجود در این محلول آبکافت می‌شود، زیرا این یون باز ضعیفی است. غلظت یون CO^-2₃ بر اثر واکنش آن با آب کاهش می‌یابد. تعادل BaCO₃ به سمت راست میل می‌کند و بیش از موارد دیگر BaCO₃ حل می‌گردد. محاسبه انحلال پذیری مولی BaCO₃ که بر مبنای k_sp انجام می‌گیرد، غلظت CO^-2₃ را که باید در حال تعادل در محلول وجود داشته باشد، بدست می‌دهد.

اما مقدار BaCO₃ مربوطه باید بیشتر حل شود تا نه تنها از این غلظت CO^-2₃ ، بلکه از CO^-2₃ که بر اثر آبکافت به HCO⁺³ تبدیل می‌شود، اجتناب گردد. در محلول برخی نمکها (مثلا pbs) آنیون و کاتیون هر دو آبکافت می‌شوند. عامل دیگری که موجب می‌شود، انحلال پذیری محابسه شده اشتباه در آید، اثر نمک است. انحلال پذیری یک نمک با اضافه کردن الکترولیت دیگر به محلول افزایش می‌یابد.

مثلا کلرید نقره در حدود 20% در محلول 0.02 مولار KNO₃ بیشتر حل می‌شود تا در آب خالص یونهای ⁺K و NO^-3 کمک می‌کنند تا در محلول محیط یونی بوجود آید، بطوری که یونهای ⁺Ag و ^-Cl از طرف بارهای مخالف احاطه می‌شوند. در نتیجه یونهای ⁺Ag و ^-Cl در محلول محکم تر نگهداشته شده‌اند و برای ترکیب شدن و تشکیل (AgCl(s کمتر مناسب هستند. نتیجه نهایی ، جابجایی تعادل انحلال پذیری به سمت راست است.

تشکیل رسوب و حاصلضرب انحلال پذیری

مقدار عددی k_sp یک نمک بیانی کمی از حد انحلال پذیری آن نمک است. وقتی مقادیر غلظت یونهای محلول نمک در عبارتی مشابه عبارت k_sp نمک جایگزین شود، نتیجه حاصضرب یونی محلول نامیده می‌شود. k_sp حاصضرب یونی محلول سیر شده است. حاصلضرب یونی را می‌توان برای محلول مورد آزمایش محاسبه کرد و نتیجه را با k_sp نمک مورد نظر مقایسه نمود. سه نوع مقایسه زیر امکان پذیر است :

• حاصلضرب یونی کمتر از k_sp :
  چنین محلولی سیر ناشده است. جامد اضافی می‌تواند تا حدی که k_sp تعیین می‌کند در آن محلول حل شود.
  
  
• حاصلضرب یونی بیشتر از k_sp :
  محلول موقتا ابر سیر شده است. تشکیل رسوب تا زمانی که حاصلضرب یونی برابر k_sp شود، صورت می‌گیرد.
  
  
• حاصلضرب یونی برابر k_sp :
  این محلول سیر شده است.

اثر یون مشترک

اثر یون مشترک به تعادلات انحلال پذیری مربوط می‌شود. به عنوان نمونه سیستم زیر را در نظر بگیرید.

افزایش یون سولفات ، از سولفات سدیم به محلول سیر شده سولفات باریم موجب می‌شود که این تعادل به سمت چپ جابجا شود. غلظت Ba⁺² کاهش می‌یابد و BaSO₄ رسوب می‌کند. چون حاصلضرب مقدار ثابتی است. افزایش موجب کاهش می‌گردد.

مباحث مرتبط با عنوان

• اثر یون مشترک
• انحلال
• تعادل شیمیایی
• تعادل یونی
• ثابت تعادل
• حاصلضرب انحلال
• عوامل موثر بر تعادل
• محلول