溶解度積
熱力学的濃度溶解度積(英: thermodynamic solubility product、通例 Ksp )とは、溶液中の塩P、Qの活量a(P)、a(Q) の積である。
K s p ( P m Q n ) = a ( P ( − ) ) m a ( Q ( − ) ) n {\displaystyle \mathbf {K} _{\mathrm {sp} }(\mathrm {P} _{m}\mathrm {Q} _{n})=a(\mathrm {P} ^{(-)})^{m}a(\mathrm {Q} ^{(-)})^{n}}
この値の重要な特徴は、溶液中において一部PmQnとなり、沈殿する難溶性塩であるならば、温度ごとに決まる、塩の組み合わせに固有の定数であることだ。ただし、塩化カリウムのように溶解度が高かったり、塩化第二水銀のように水溶液中で完全電離しない化合物では、一定の値を持たない。下図に代表的な難溶性塩の熱力学的溶解度積を示す。
熱力学溶解度積と濃度溶解度積の関係は次の通り。
K s p ( P m Q n ) = K s p ( P m Q n ) γ ± 2 {\displaystyle \mathbf {K} _{\mathrm {sp} }(\mathrm {P} _{m}\mathrm {Q} _{n})=K_{\mathrm {sp} }(\mathrm {P} _{m}\mathrm {Q} _{n}){\gamma _{\pm }}^{2}}
ここで、γ±は塩P、Qの平均活量係数。
ここで、難溶性塩の場合、分母がほとんど一定であるため、 K c [ P m Q n ] = [ P ( + ) ] m [ Q ( − ) ] n {\displaystyle K_{c}[\mathrm {P} _{m}\mathrm {Q} _{n}]=[\mathrm {P} ^{(+)}]^{m}[\mathrm {Q} ^{(-)}]^{n}}
左辺は定数なので、これをKspとする。このKspを溶解度積という。つまり、 K s p ( P m Q n ) = [ P ( + ) ] m [ Q ( − ) ] n {\displaystyle K_{\mathrm {sp} }(\mathrm {P} _{m}\mathrm {Q} _{n})=[\mathrm {P} ^{(+)}]^{m}[\mathrm {Q} ^{(-)}]^{n}}
これは、片方のイオンの濃度が分かれば、もう一方のイオンの濃度が決定されることを意味している。
溶解度積(ようかいどせき、英: solubility product)または濃度溶解度積(のうどようかいどせき、英: concentration solubility product)とは、難溶性塩の飽和溶液中における、陽イオン濃度と陰イオン濃度の積である。溶解度定数と呼ぶこともある。かつてはよくKspと表したが、最近ではKsolと表すことも多い。sp や sol は英語の solubility product の頭文字である。
溶解度積は温度によって決まる定数であり、イオンの沈殿条件を求める上で重要な値である。イオン濃度の積が、Kspの値を超えたときに沈殿が生じ始める。