En chimie, certains solides ioniques ont une faible solubilité dans l'eau. Une partie de la substance se dissout et il reste un morceau de matière solide. Pour calculer exactement combien se dissout, vous utilisez K _{sp, la constante du produit de solubilité, ainsi qu'une expression dérivée de la réaction d'équilibre de solubilité de la substance.}

Formuler la réaction de solubilité

Écrire l'équation de réaction de solubilité équilibrée pour la substance qui vous intéresse. C'est l'équation qui décrit ce qui se passe lorsque les parties solides et dissoutes atteignent l'équilibre. Pour prendre un exemple, le fluorure de plomb, PbF _{2, se dissout dans les ions plomb et fluorure dans une réaction réversible:}

PbF _{2 2+ + 2F ^-}

Notez que les charges positives et négatives doivent être équilibrées des deux côtés. Notez également, bien que le plomb ait une ionisation +2, le fluorure a -1. Pour équilibrer les charges et tenir compte du nombre d'atomes pour chaque élément, multipliez le fluorure du côté droit par le coefficient 2.

Formulez l'équation Ksp

Cherchez la constante du produit de solubilité pour la substance qui vous intéresse. Les livres de chimie et les sites Web contiennent des tableaux de solides ioniques et leurs constantes de produit de solubilité correspondantes. Pour suivre l'exemple du fluorure de plomb, le K _{sp est 3,7 x 10 ^{-8. Cette figure va du côté gauche de l'équation K sp. Sur le côté droit, vous éclatez chaque ion entre crochets. Notez qu'un ion polyatomique aurait ses propres crochets, vous ne le séparez pas en éléments individuels. Pour les ions à coefficients, le coefficient devient une puissance, comme dans l'expression suivante:}}

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = [Pb 2 +] [F < sup> -] 2}}

Substituer et résoudre

L'expression ci-dessus équivaut à la constante du produit de solubilité Ksp avec les deux ions dissous mais ne fournit pas encore la concentration. Pour trouver la concentration, substituer X pour chaque ion, comme suit:

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = (X) (X) 2}}

Cela traite chaque ion de manière distincte, les deux ayant une molarité de concentration, et le produit de ces molarités est égal à K _{sp, la constante du produit de solubilité. Cependant, le deuxième ion (F) est différent. Il a un coefficient de 2, ce qui signifie que chaque ion fluorure compte séparément. Pour tenir compte de ceci après la substitution avec X, mettez le coefficient à l'intérieur de la parenthèse:}

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = (X) (2X) 2}}

Résolvez maintenant pour X:

3.7 x 10 ^{-8 = (X) (4X 2)}

3.7 x 10 ^{-8 = 4X 3}

X = .0021 M

C'est la concentration de la solution en moles par litre.

Déterminer le montant dissous

Pour trouver la quantité de la substance dissoute, multiplier par litres d'eau, puis multiplier par la masse molaire. Par exemple, si votre substance est dissoute dans 500 mL d'eau, 0,0021 mole par litre, 0,5 fois équivaut à 0,00105 mole. D'après le tableau périodique, la masse atomique moyenne du plomb est de 207,2 et le fluor de 19,00. Puisque la molécule de fluorure de plomb a 2 atomes de fluor, multipliez sa masse par 2 pour obtenir 38.00. La masse molaire totale de fluorure de plomb est alors de 245,20 grammes par mole. Puisque votre solution contient 0,0021 mole de substance dissoute, 0,0021 mole fois 245,20 grammes par mole donne 0,515 grammes de plomb dissous et d'ions fluorure.