5.1　溶度积

5.1.1　溶度积常数

各种电解质在水中有不同的溶解度，通常将在100g水中溶解量小于0.01g的电解质称为难溶电解质。难溶电解质在水中会发生一定程度的溶解，当达到饱和溶液时，未溶解的电解质固体与溶液中的离子建立起动态平衡，这种状态称之为难溶电解质的溶解沉淀平衡。例如，将难溶电解质AgCl固体放入水中，在极性的水分子作用下，表面上的Ag+和Cl-不断地由固体表面进入溶液，成为水合离子，这就是AgCl溶解（dissolution）的过程。同时在溶液中的水合Ag+、Cl-不断地做无规则运动，部分的Ag+和Cl-又撞击到AgCl的表面，受到固体表面的吸引，重新回到固体表面上来，这就是AgCl的沉淀（precipitation）的过程。

当溶解和沉淀的速度相等时，就建立了AgCl固体和溶液中Ag+和Cl-之间的动态平衡，此时溶液为AgCl饱和溶液（saturated solution）。这是一种多相平衡，它表示为：

该反应的标准平衡常数为：

对于一般的难溶电解质的沉淀溶解平衡可表示为：

　　 （5-1） 　　

式（5-1）表明，在一定温度时，难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂的乘积为常数，该常数称为溶度积常数，简称溶度积（solubility product），用符号表示。的大小反映了难溶电解质的溶解程度，其值与温度有关，与浓度无关。一些常见难溶电解质的见附录。

严格地说，溶度积应为溶解平衡时离子活度的幂的乘积。但因溶液中难溶电解质的离子浓度很低，故离子浓度与离子活度相差很小，在不要求特别精确计算时，可用离子浓度代替活度而不会引起很大的误差。否则，应用离子活度进行计算。

5.1.2　溶度积和溶解度的相互换算

溶度积和溶解度s（solubility）都可以用来表示物质的溶解能力。它们之间可以互相换算，可以由溶解度求溶度积，也可以由溶度积求溶解度。溶度积表达式中，离子的浓度用物质的量浓度表示，而溶解度常用各种不同的量度来表示，所以由溶解度求算溶度积时，先要把溶解度换算成物质的量浓度。

应该指出溶解度与溶度积进行相互换算是有条件的。第一，难溶电解质的离子在溶液中应不发生水解、聚合、配位等反应；第二，难溶电解质要一步完全解离。只有符合这两个条件的难溶电解质，s与之间才存在以上简单的数学关系。

5.1.3　溶度积原理

难溶电解质溶液中，其离子浓度幂的乘积称为离子积，用Qi表示，对于AnBm型难溶电解质

Qi=cn（Am+）·cm（Bn-）　　（5-2）

Qi和的表达式相同，但其意义是有区别的，表示难溶电解质沉淀溶解平衡时饱和溶液中离子浓度的乘积，对某一难溶电解质来说，在一定温度下为一常数。而Qi则表示任意情况下的离子浓度乘积，其值不定。只是Qi的一种特殊情况。

对于某一给定的溶液，溶度积与离子积之间的关系可能有以下三种情况：

时，溶液为过饱和溶液。平衡向生成沉淀的方向移动，生成沉淀，直到达成新的平衡为止。所以是沉淀生成的条件。

时，溶液为饱和溶液。处于平衡状态，不生成沉淀。若有沉淀存在，其量不增也不减。

时，溶液为未饱和溶液。若溶液中有难溶电解质固体存在，就会继续溶解，直至饱和为止。所以是沉淀溶解的条件。

以上规则称为溶度积原理（solubility product principle）。在实践中常用来判断化学反应中是否有难溶电解质沉淀产生或溶解。

要在溶液中除去某种离子，往往采取使其产生沉淀的方法。因此，必须加入一种有足够浓度的沉淀剂溶液，使难溶电解质的离子积大于溶解度，产生沉淀，然后过滤分离。为了沉淀完全，沉淀剂的用量往往比计算值要大一些，一般加过量20％～25％沉淀剂。

沉淀作用到达平衡时，余留在溶液中的离子浓度幂的乘积等于溶度积。许多难溶电解质的溶度积很小，因此当沉淀作用达到平衡后，余留在溶液中的离子浓度很低，已不能定性反应检出，也不妨碍其他离子的鉴定，可以认为沉淀已达到完全。定量分析中，沉淀反应后，如离子浓度不超过10-5mol·L-1，可认为该离子沉淀完全。对于某一种离子，往往有着许多种沉淀剂，沉淀产生的难溶电解质的溶度积也不一样。我们要选择合适的沉淀剂，使沉淀的溶解度达到最低程度，这样离子去除得比较完全。