Équilibre de solubilité

Le chlorure de sodium est considéré comme soluble car de grandes quantités se dissoudront dans l'eau, mais lorsque le chlorure de plomb est ajouté à l'eau, seule une petite quantité se dissout, tandis que le reste demeure insoluble. Le solide non dissous coexiste avec le plomb et les ions chlorure qui sont en solution. Une partie du chlorure de plomb solide continue de se dissoudre, tandis que certains des ions en solution se recombinent pour former un précipité.

Lorsque le taux de dissolution est égal à la vitesse de précipitation, un équilibre de solubilité est établi. La constante d'équilibre peut être calculée à partir des concentrations d'équilibre des ions en fonction de la réaction de dissolution où le chlorure de plomb se dissocie en un plomb et deux ions chlorure. Ainsi, la constante d'équilibre est donnée par la concentration molaire des ions plomb multipliée par le carré de la concentration molaire des ions chlorure.

Parce que la concentration du chlorure de plomb solide reste constante, elle est exclue du calcul. Cette constante d'équilibre est appelée le produit de solubilité, désigné par Ksp. À 25 Degrés Celsius, le Ksp du chlorure de plomb est de 1, 17 10⁻⁵.

La valeur de Ksp représente l'étendue dans lequel un composé peut se dissoudre pour former une solution aqueuse saturée. A une température donnée, le Ksp d'un composé est constant. La solubilité d'un composé en moles par litre, connu sous le nom de solubilité molaire, est souvent utilisé pour exprimer la concentration du solide dissous dans une solution saturée.

La solubilité d'un composé peut varier en fonction de facteurs, tels que le pH de la solution et la présence éventuelle d'autres ions. La solubilité molaire d'un composé, x, peut être calculée à partir de son Ksp en utilisant une table ICE. Les concentrations initiales d'ions plomb et d'ions chlorure dans la solution sont de zéro.

À l'équilibre, la concentration molaire des ions plomb est représenté par x, tandis que celui des ions chlorure est 2x. En se substituant à l'expression d'équilibre, le produit de solubilité pour le chlorure de plomb est égal à x fois 2x², ce qui est égal à 4x³. Comme le Ksp du chlorure de plomb est de 1, 17 10⁻⁵, x est résolu comme étant de 1, 43 10⁻² molaire.

Pour les composés qui ont la même stoechiométrie de dissociation, comme le chlorure de plomb et le fluorure de calcium, où 1 mole de chaque composé produit 3 moles d'ions dissous, les valeurs Ksp respectives peuvent être utilisées directement pour comparer leurs solubilités relatives.