In chimica, alcuni solidi ionici hanno una bassa solubilità in acqua. Parte della sostanza si dissolve e rimane una massa di materiale solido. Per calcolare esattamente quanto si dissolve, si usa K _{sp, la costante del prodotto di solubilità, insieme ad un'espressione derivata dalla reazione di equilibrio di solubilità per la sostanza.}

Formulare la reazione di solubilità

Scrivere l'equazione della reazione di solubilità equilibrata per la sostanza a cui sei interessato. Questa è l'equazione che descrive ciò che accade quando le parti solide e dissolte raggiungono l'equilibrio. Per fare un esempio, il fluoruro di piombo, PbF _{2, si dissolve in ioni di piombo e fluoro in una reazione reversibile:}

PbF _{2 ⇌ Pb ^{2+ + 2F -}}

Si noti che le cariche positive e negative devono essere bilanciate su entrambi i lati. Inoltre, sebbene il piombo abbia una ionizzazione +2, il fluoruro ha -1. Per bilanciare le cariche e tenere conto del numero di atomi per ciascun elemento, moltiplicare il fluoruro sul lato destro con il coefficiente 2.

Formulare l'equazione di Ksp

Cercare la costante del prodotto di solubilità per la sostanza che ti interessa. I libri e i siti web di chimica hanno tabelle di solidi ionici e le relative costanti di prodotto di solubilità. Per seguire l'esempio di fluoruro di piombo, K _{sp è 3,7 x 10 ^{-8. Questa cifra si trova sul lato sinistro dell'equazione K sp. Sul lato destro, si rompe ogni ione tra parentesi quadre. Nota che uno ione poliatomico otterrebbe le sue parentesi, non lo separerai in singoli elementi. Per gli ioni con coefficienti, il coefficiente diventa un potere, come nell'espressione seguente:}}

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = [Pb 2 +] [F < sup> -] 2}}

Sostituisci e risolvi

L'espressione sopra identifica la costante di prodotto di solubilità Ksp con i due ioni disciolti ma non fornisce ancora la concentrazione. Per trovare la concentrazione, sostituire X per ogni ione, come segue:

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = (X) (X) 2}}

Questo tratta ogni ione come distinto, entrambi con una molarità di concentrazione, e il prodotto di tali molarità è uguale a K _{sp, la costante del prodotto di solubilità. Tuttavia, il secondo ione (F) è diverso. Ha un coefficiente di 2, che significa che ogni conteggio di ioni fluoruro è separato. Per tener conto di questo dopo la sostituzione con X, inserire il coefficiente tra parentesi:}

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = (X) (2X) 2}}

Ora risolvi X:

3,7 x 10 ^{-8 = (X) (4X 2)}

3,7 x 10 ^{-8 = 4X 3}

X = .0021 M

Questa è la concentrazione della soluzione in moli per litro.

Determina quantità disciolta

Per trovare la quantità della sostanza disciolta, moltiplicare per litri di acqua, quindi moltiplicare per la massa molare. Ad esempio, se la sostanza si scioglie in 500 ml di acqua, 0,0021 moli per litro volte. 5 litri equivalgono a 0,00105 moli. Dalla tavola periodica, la massa atomica media del piombo è 207,2 e il fluoro è 19,00. Poiché la molecola di fluoruro di piombo ha 2 atomi di fluoro, moltiplicare la sua massa per 2 per ottenere 38,00. La massa molare totale del fluoruro di piombo è quindi di 245,20 grammi per mole. Poiché la soluzione ha 0,0000 moli di sostanza disciolta, 0,0021 moli per 245,20 grammi per mole fornisce 0,515 g di piombo disciolto e ioni fluoruro.