الذوبانية وثابت حاصل الذوبان

الذوبانية وثابت حاصل الذوبان

تختلف المواد في قابلية ذوبانها في الماء، فهناك مواد شحيحة الذوبان تخضع عملية ذوبانها في الماء الى حالة اتزان تنشأ بين الجزء الصلب غير الذائب والايونات الناتجة من تفككها، ويدعى المحلول عندها بالمحلول المشبع.

يعبر عن ثابت الاتزان لهذه العملية بثابت جديد يسمى ثابت حاصل الذوبان ويرمز له بالرمز K_sp، وهو قيمة ثابتة عند ثبوت درجة الحرارة تستعمل لقياس مقدار ذوبانية الاملاح شحيحة الذوبان.

• تتناسب ذوبانية المركب طردياً مع قيمة K_sp.
• الذوبانية المولارية (s) هي عدد مولات الملح التي تذوب في لتر واحد من المحلول المشبع.

• صيغ $K_{sp}$ بدلالة $s$: لملح أحادي-أحادي أو ثنائي-ثنائي التكافؤ ($AgCl$، $BaSO_4$) $K_{sp} = s^2$؛ لملح أحادي-ثنائي أو ثنائي-أحادي ($CaF_2$، $Ag_2SO_4$) $K_{sp} = 4s^3$؛ لملح ثنائي-ثلاثي ($Ca_3(PO_4)_2$) $K_{sp} = 108s^5$. وتطبق هذه الصيغ فقط عندما يكون الملح لوحده في حالة اتزان مع محلوله المشبع.
• للتحويل بين الذوبانية بـ $g/L$ والذوبانية المولارية: $s\,(mol/L) = \frac{\text{الذوبانية}\,(g/L)}{M\,(g/mol)}$.
• الترسيب: إذا كان حاصل ضرب تراكيز أيونات الراسب (كلٌّ مرفوع لأس يساوي عدد مولاته) أكبر من $K_{sp}$ يبدأ الترسيب، وإذا كان أصغر يذوب الراسب، وإذا تساويا يكون المحلول مشبعاً (اتزان).

تتأثر ذوبانية الرواسب بعدة عوامل أهمها: درجة الحرارة (تزداد ذوبانية معظم المواد شحيحة الذوبان بزيادتها)، وتأثير الايون المشترك (تقل الذوبانية، مثلاً ذوبانية $Ba(IO_3)_2$ في $0.02\,M$ من $KIO_3$ أقل بحوالي 187 مرة منها في الماء النقي، ويحسب بإهمال الأيون الناتج من الملح الشحيح أمام تركيز الأيون المشترك)، والاس الهيدروجيني pH (للمواد التي يكون $OH^-$ أحد مكوناتها مثل $Mg(OH)_2$: إضافة حامض تزيد ذوبانيتها وإضافة قاعدة تقللها، ويحسب $[OH^-]$ من pH ثم يعوض في $K_{sp}$).