首段结论:ab2 型难溶电解质,溶解平衡表达式为 ab2 (s) ⇌ a²⁺(aq) + 2b⁻(aq),溶度积 Ksp = [a²⁺]・[b⁻]²;若溶解度为 s,则 Ksp = 4s³。
一、溶解平衡与溶度积定义
ab2 型难溶性电解质,固体在水中发生解离,1 分子解离出 1 个阳离子 a²⁺和 2 个阴离子 b⁻。
溶度积 Ksp 是一定温度下,难溶电解质饱和溶液中,离子浓度幂的乘积,固体纯物质活度记为 1,不写入平衡常数表达式。
平衡方程式:ab2 (s) ⇌ a²⁺(aq) + 2b⁻(aq)
溶度积原始公式:Ksp = [a²⁺] × [b⁻]²
说明:方括号代表平衡时离子的物质的量浓度,单位 mol/L,阴离子浓度的指数等于解离方程式中 b⁻前面的化学计量数 2。
二、溶解度 s 与 Ksp 换算推导
设该难溶电解质的溶解度为 s,单位 mol/L。
每溶解 s mol/L 的 ab2,会生成 s mol/L 的 a²⁺,同时生成 2s mol/L 的 b⁻
也就是:
[a²⁺] = s
[b⁻] = 2s
代入 Ksp 公式:
Ksp = s × (2s)² = s × 4s² = 4s³
反向换算:s = 三次根号下 (Ksp / 4)
三、典型实例
以氢氧化镁 Mg (OH)₂,属于典型 ab2 型难溶电解质
溶解平衡:Mg (OH)₂(s) ⇌ Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq)
Ksp = [Mg²⁺][OH⁻]²
若溶解度 s,则 Ksp = 4s³
四、学习要点
- Ksp 只和温度有关,温度改变,Ksp 数值会发生变化
- 公式里离子浓度是平衡饱和状态下的浓度,不是任意浓度
- 注意区分 ab2 型和 AB 型、A2B 型,A2B 型是 Ksp=4s³,形式数值一样,但是离子种类不一样,不要混淆
FAQ
问题 1 ab2 型难溶性电解质的溶度积公式为什么阴离子浓度要平方?
回答:因为解离方程式中 b⁻的化学计量系数是 2,平衡常数表达式中离子浓度的幂次等于化学计量数,所以 ab2 型难溶性电解质的溶度积公式里面 b⁻浓度需要取二次方。
问题 2 已知 ab2 型难溶性电解质的 Ksp,怎么求溶解度 s?
回答:根据 ab2 型难溶性电解质的溶度积公式 Ksp=4s³,变形得到 s 等于 Ksp 除以 4 之后再开三次方,就可以求出摩尔溶解度。
问题 3 ab2 型难溶性电解质的溶度积公式和 A2B 型公式形式一样吗?
回答:代数形式同样是 Ksp=4s³,但是解离离子组成不同,ab2 型是 1 个阳离子搭配 2 个阴离子,A2B 型是 2 个阳离子搭配 1 个阴离子,做题的时候要根据化学式判断,不能只看公式形式。
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