溶解平衡與溶解度積常數Solubility Equilibria and ... - Udn 部落格

化學原理啟迪203 1. ... [Ca2+]和[F－]的單位是mol/L。

常數Ksp稱為「溶解度積常數solubility ... 以上的例題，我們用離子固體的溶解促計算Ksp值。

Contents... udn網路城邦 加百列的部落格　（到舊版） 文章相簿訪客簿 溶解平衡與溶解度積常數SolubilityEquilibriaandtheSolubilityProduct2-1 2011/06/2308:37 瀏覽50,173 迴響0 推薦0 引用0 溶解是非常重要的現象。

糖或鹽溶解在水中的現象，增添食物的美味。

因為碳酸鈣比較不溶於熱水，它會沈澱在鍋爐中，減低加熱的效能。

化學原理啟迪2031.    溶解是非常重要的現象。

糖或鹽溶解在水中的現象，增添食物的美味。

因為碳酸鈣比較不溶於熱水，它會沈澱在鍋爐中，減低加熱的效能。

2.    蛀牙也是一種溶解現象：食物塞牙縫的時候，形成的酸會溶解牙齒的琺瑯質，琺瑯質含有一種礦物質稱為「羥基磷灰石hydroxyapatite，Ca5(PO4)3OH」。

如果用氟塗抹牙齒，就可以減輕蛀牙。

3.    「氟」可取代羥基磷灰石中的「氫氧」，製造出「氟磷灰石fluorapatite,Ca5(PO4)3F」和「氟化鈣calciumfluoride,CaF2」，這二種化合物都比原本的琺瑯質難溶於酸。

4.    另一個重要的溶解現象應用是，用懸浮物硫酸鋇bariumsulfate來使X光照射腸胃道更加清晰。

硫酸鋇的溶解度非常低，不太容易溶解出有毒的Ba2+，確保這種化合物吞食到腸胃道仍十分安全。

5.    這個章節我們將討論固體溶解於水中形成水溶液的平衡反應。

當一份固體的離子化合物溶解於水中，我們一般會 假設這個化合物完全解離成各自獨立的水合陽離子與水合陰離子。

舉例來說，當氟化鈣溶解於水中，我們一般會把反應情形寫成以下的方程式：CaF2(s)→H2O→Ca2+(aq)+2F－(aq)6.    固體鹽類一開始加入水中的時候，沒有產生任何Ca2+或F－。

然後，開始不斷地溶解，Ca2+和F－的濃度不斷增加，這又增加了離子互相碰撞成固體的機率。

也就是說，在溶解的時候有二種反應互相競爭、進行，正反應和逆反應（下行為逆反應）：Ca2+(aq)+2F－(aq)→CaF2(s)7.    最後達成動態平衡：CaF2(s)←→Ca2+(aq)+2F－(aq)到了這一步，溶液已達飽和saturated，無法再溶解任何的固體。

8.    我們可依據「質量反應定律」寫出平衡方程式：Ksp＝[Ca2+][F－]29.    [Ca2+]和[F－]的單位是mol/L。

常數Ksp稱為「溶解度積常數solubilityproductconstant」或稱為平衡方程式的「溶解度積solubilityproduct」。

10. 因為CaF是純固體，活性是1，不涵蓋在平衡方程式中。

乍看之下，過量的固體並不會影響溶解度平衡的位置，好像有點奇怪；更多的固體接觸溶劑的表面積更大，應該要導致更高的溶解度才對啊？結果並不是這樣，因為當溶液中的離子再度結合成固體，它們也是在固體的表面進行結合。

11. 所以固體接觸溶劑的表面積是二倍，不僅固體溶解的速率增加二倍，離子形成固體的速率也增加二倍。

因此過量的固體並不會影響平衡位置。

同樣地，把固體打碎增加表面積，或加快攪拌的速度，都不會改變固體溶解於水中的份量。

過量的固體或粒子大小都不會改變溶解度平衡的位置。

12. 我們要分清楚特定固體的溶解度solubility與它的溶解度積solubilityproduct之間的差距。

溶解度積solubilityproduct是平衡常數equilibriumconstant，特定的固體在特定溫度下只有一個溶解度積的數值。

然而，溶解度是一個平衡位置，在固定的溫度下有無數可能的數值，取決於其他客觀條件（例如共同離子）。

13. 【例題】計算硫化鉍Bi2S3的Ksp值，在25℃下它的溶解度是1.0×10－15mol/L。

14. 【解題】這個系統一開始含有H2O和固體的Bi2S3。

最簡單的解決方法是我們假設固體的溶解如下：Bi2S3(s)←→2Bi3+(aq) + 3S2－(aq)15. 因此Ksp＝[Bi3+]2[S2－]316. 因為在Bi2S3溶解之前，溶液中沒有Bi3+或S2－[Bi3+]0＝[S2－]0=017. 因此這些離子的平衡濃度，取決於達成平衡時鹽類溶解的份量，在這裡是1.0×10－15mol/L。

因為每單位的Bi2S3含有2Bi3+和3S2－離子，1.0×10－15mol/LBi2S3(s)→2(1.0×10－15mol/L)Bi3+(aq)+3(1.0×10－15mol/L)S2－(aq)18. 平衡濃度是[Bi3+]＝[Bi3+]0+change＝0+2.0×10－15mol/L[S2－]＝[S2－]0+change＝0+3.0×10－15mol/L19. 所以Ksp＝[Bi3+]2[S2－]3＝(2.0×10－15)2(3.0×10－15)3＝1.1×10－7320. 以上的例題，我們用離子固體的溶解促計算Ksp值。

我們也可以倒過來計算，當我們知道離子固體的Ksp值，計算它的溶解度。

21. 【例題】在25℃下，碘化銅copper(Ⅱ)iodateCu(IO3)2的Ksp值是1.4×10－7。

計算它在25℃下的溶解度。

22. 【解題】一開始這個系統H2O含有H2O和固體Cu(IO3)2。

固體依據以下的平衡方程式溶解：Cu(IO3)2(s)←→Cu2+(aq)+2IO3－(aq)23. 因此Ksp＝[Cu2+][IO3－]224. 為了找到Cu(IO3)2的溶解度，我們必須知道Cu2+和IO3－的平衡濃度。

我們用一般的程序處理這個問題，先分辨固體溶解前的初始濃度，然後定物達到平衡需要做的改變。

25. 在這裡我們不知道溶解度，所以我們假設要達到平衡，會溶解xmol/L的固體。

鹽類陽離子與陰離子1:2的化學計量比例是：xmol/LCu(IO3)2(s)→xmol/LCu2+(aq)+2xmol/LIO3－(aq)26. 平衡濃度如下 27. 把平衡濃度代入方程式來計算Ksp：1.4×10－7＝Ksp＝[Cu2+][IO3－]2＝(x)(2x)2＝4x3x＝√3.5×10－8＝3.3×10－3xmol/L固體Cu(IO3)2的溶解度是3.3×10－3xmol/Ln        翻譯編寫StevenS.Zumdahl《ChemicalPrinciples》   回覆 推薦引用 有誰引用 我要引用 引用網址 列印 全站分類：知識學習｜ 科學百科 自訂分類：化學原理啟迪 你可能會有興趣的文章： 盒中粒子模型（七）TheParticleinaBoxasaModelⅦ 霍夫曼方向HofmannOrientation修正版 炔的加成反應：產生成對的雙鹵化物AdditionofHXtoAlkynes：FormationofGeminalDihalides 大部分的生理反應需要活化能MostPhysiologicalReactionsRequireActivationEnergy 共軛雙烯的加成反應AdditiontoConjugatedDienes 維繫生命的分子摘要 限會員,要發表迴響,請先登入 加入好友 推薦部落格 訂閱關注 留言給他 W.Gabriel 部落格推薦：0 等級：7 點閱人氣：3,762,946本日人氣：2,102 文章創作：1,033 相簿數：2 輸入關鍵字： 搜尋 prev 0月(1) 最新發表 最新回應 最新推薦 熱門瀏覽 熱門回應 熱門推薦 回應網友”美發現第九大行星”疑問 美發現第九大行星 台大、中研院破解細菌存活30億年之謎 尊重和誠信的教養觀 氫原子的波動方程式TheWaveEquationfortheHydrogenAtom 盒中粒子模型（七）TheParticleinaBoxasaModelⅦ 回應網友”美發現第九大行星”疑問 美發現第九大行星 台大、中研院破解細菌存活30億年之謎 霍夫曼方向HofmannOrientation修正版 單胞藻十分類似古代的綠藻2-2 有機化學的基礎140六碳環(下) RSS部落格聯播 ▲top 本部落格刊登之內容為作者個人自行提供上傳，不代表udn立場。

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