Produkt topljivosti
Topljivost tvari u vodi je različita, neke su tvari dobro topljive, a neke vrlo slabo. Podatci o topljivosti tvari mogu se naći u različitim tablicama.
Na mrežnom mjestu 1 možete naći konstante produkta topljivosti nekih soli. Iskustveno je poznato da su dobro topljive soli alkalijskih metala, primjerice, NaCl, Na2CrO4, Na2SO4.
U skupini dobro topljivih soli nalaze se nitrati, acetati i amonijeve soli, primjerice AgNO3, Ca(NO3)2, Pb(NO3)2, (CH3COO)2Ca, (CH3COO)2Cu kao i NH4Cl i (NH4)2SO4. Slabo topljive su mnoge karbonatne soli primjerice CaCO3 i CuCO3, sulfatne BaSO4 i SrSO4 i fosfatne Ca3(PO4)2.
Taloženjem slabo topljive soli nastaje heterogeni sustav u kojem je slabo topljiva čvrsta tvar u ravnoteži s ionima u otopini. Iako se za neke soli ili hidrokside kaže da su netopljivi, ipak se u vodi otapaju makar neznatno. U vodenoj se otopini uspostavlja dinamička ravnoteža kada se brzina otapanja izjednači s brzinom kristalizacije u zasićenoj otopini. Primjerice, u zasićenoj otopini srebrova klorida, AgCl postoji ravnoteža između srebrova klorida u čvrstom agregacijskom stanju i njegove zasićene otopine.
[latex]{\ce{AgCl(s)<=>[H2O]}}[/latex] [latex]{\ce{Ag^{+}(aq) + Cl^{-}(aq)}}[/latex]
Za konstantu navedene ravnoteže vrijedi izraz:
[latex]\mathit{K}=\frac{\lbrack Ag^+\rbrack \cdot \lbrack Cl^-\rbrack }{\lbrack AgCl\rbrack }[/latex]
Budući da je koncentracija čvrste tvari stalna, izveden je izraz za novu konstantu, konstantu produkta topljivosti, Ksp.
[latex]\mathit{K}_{sp}=\space \mathit{K}\cdot \lbrack AgCl\rbrack =\lbrack Ag^+\rbrack \cdot \lbrack Cl^-\rbrack [/latex]
[latex]\mathit{K}_{sp}=\space \lbrack Ag^+\rbrack \cdot \lbrack Cl^-\rbrack [/latex]
Množinske koncentracije iona odgovaraju ravnotežnim koncentracijama u zasićenoj otopini pri odgovarajućoj temperaturi. Kako se može izračunati konstanta produkta topljivosti srebrova klorida ako je poznata koncentracija srebrovih i kloridnih iona u zasićenoj vodenoj otopini i iznosi 1,56 × 10–5 mol dm–3?
[latex]\mathit{K}_{sp}=\space \lbrack Ag^+\rbrack \cdot \lbrack Cl^-\rbrack [/latex]
[latex]\mathit{K}_{sp}=\space 1,25\times 10^{–5}\space mol\space dm^{–3}\cdot 1,25\times 10^{–5}\space mol\space dm^{–3}[/latex]
[latex]\mathit{K}_{sp}=\space 1,56\times 10^{–10}\space mol^2\space dm^{–6}[/latex]
Na temelju dobivene vrijednosti konstante produkta topljivosti može se zaključiti da je topljivost srebrova klorida u vodi vrlo slaba. Budući da se topljivost tvari znatno mijenja s promjenom temperature, brojčana vrijednost konstante produkta topljivosti ovisi o temperaturi. Konstante produkta topljivosti dogovorno su određene pri 25 °C.
Hidroksidi prijelaznih metala također su slabo topljivi u vodi. Primjerice, Fe(OH)2, Co(OH)2, Ni(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)3 i drugi.