Oplosbaarheidsevenwichten

Natriumchloride wordt als oplosbaar beschouwd omdat grote hoeveelheden ervan zullen oplossen in water, maar wanneer loodchloride aan water wordt toegevoegd, lost slechts een kleine hoeveelheid op, terwijl de rest onoplosbaar blijft. De onopgeloste vaste stof bestaat naast de lood-en chloride-ionen die in de oplossing zijn. Een deel van het vaste loodchloride blijft oplossen, terwijl een deel van de ionen in de oplossing recombineert om een neerslag te vormen.

Wanneer de oplossnelheid gelijk is aan de neerslagsnelheid, wordt een oplosbaarheidsevenwicht tot stand gebracht. De evenwichtsconstante kan worden berekend uit de evenwichtsconcentraties van de ionen volgens de oplossingsreactie waarbij loodchloride dissocieert in één lood en twee chloride-ionen. De evenwichtsconstante wordt dus gegeven door de molaire concentratie van loodionen vermenigvuldigd met het kwadraat van de molaire concentratie van chloride-ionen.

Omdat de concentratie van het vaste loodchloride constant blijft, wordt het buiten de berekening gehouden. Deze evenwichtsconstante wordt het oplosbaarheidsproduct genoemd, aangeduid met Ksp. Bij 25 graden Celsius is de Ksp van loodchloride 1, 17 10⁻⁵.

De waarde van Ksp staat voor de mate waarin een verbinding kan oplossen om een verzadigde waterige oplossing te vormen. Bij een bepaalde temperatuur is de Ksp van een verbinding constant. De oplosbaarheid van een verbinding in mol per liter, bekend als de molaire oplosbaarheid, wordt vaak gebruikt om de concentratie van de opgeloste vaste stof in een verzadigde oplossing uit te drukken.

De oplosbaarheid van een verbinding kan variëren afhankelijk van factoren, zoals de pH van de oplossing en of er andere ionen aanwezig zijn. De molaire oplosbaarheid van een verbinding, x, kan worden berekend uit zijn Ksp met behulp van een ICE-tabel. De beginconcentraties van loodionen en chloride-ionen in de oplossing zijn nul.

Bij evenwicht wordt de molaire concentratie van loodionen weergegeven door x, terwijl die van chloride-ionen 2x is. Door het oplosbaarheidsproduct te vervangen in de evenwichtsuitdrukking voor loodchloride, vinden we dat het gelijk is aan x maal 2x², wat gelijk is aan 4x³. Omdat de Ksp voor loodchloride 1, 17 10⁻⁵ is, is x opgelost 1, 43 10⁻² molair.

Voor verbindingen die dezelfde dissociatiestoichiometrie hebben, zoals loodchloride en calciumfluoride, waarbij 1 mol van elke verbinding 3 mol opgeloste ionen oplevert, kunnen de respectievelijke Ksp-waarden direct worden gebruikt om hun relatieve oplosbaarheid te vergelijken.