核心结论是 Ksp 全称溶度积常数,属于难溶电解质达到沉淀溶解平衡的时候,离子浓度幂之积,是化学平衡里面的重要常数,Ksp 只和温度有关系,温度不变 Ksp 数值固定,不会因为离子浓度改变而变化,计算 Ksp 核心就是写出沉淀溶解方程式,把阴阳离子平衡浓度按照方程式系数做幂次,然后相乘得到结果,高中化学和大学无机化学里面,Ksp 怎么算是高频考点,经常会结合溶解度,同离子效应,沉淀转化,Q 和 Ksp 比较判断沉淀是否生成,很多同学容易出错的地方就是忘记把离子前面的化学计量数当成指数,或者混淆溶解度 S 和 Ksp 之间换算,还要注意 Ksp 使用的是平衡状态下离子的物质的量浓度,单位一般是摩尔每升,不是质量浓度。
Ksp 基础原理
难溶固体电解质在水中,会同时发生两个过程,固体溶解变成离子,溶液里面离子又重新结合沉淀,当溶解速率等于沉淀速率,就达到沉淀溶解平衡。
通式
AmBn 固体可逆生成 mA 阳离子 加上 nB 阴离子
对应的 Ksp 计算公式
Ksp 等于 A 阳离子平衡浓度的 m 次方 乘以 B 阴离子平衡浓度的 n 次方
重点要点
固体本身不写入 Ksp 表达式,因为纯固体浓度视为常数,不参与计算
Ksp 是平衡常数,只受温度影响,绝大多数难溶盐温度升高 Ksp 变大,少数物质例外
Ksp 反映难溶电解质溶解能力,但是只有同类型难溶物,才可以直接用 Ksp 大小对比溶解度,不同类型不能直接对比
Ksp 计算完整步骤
第一步 写出该难溶电解质沉淀溶解平衡化学方程式,确定阴阳离子以及化学计量数 m 和 n
第二步 找到平衡状态下阳离子平衡浓度,阴离子平衡浓度
第三步 按照计量数作为指数,分别对离子浓度做幂运算
第四步 两个幂运算结果相乘,得到 Ksp 数值
如果题目给出溶解度 S,需要先把质量溶解度转换成物质的量浓度,再代入 Ksp 表达式
溶解度 S 换算 Ksp 对照表
| 难溶物类型 | 溶解通式 | Ksp 和 S 换算公式 |
|---|---|---|
| AB 型 | AB 固体可逆 A 离子 + B 离子 | Ksp 等于 S 平方 |
| A2B 型 | A2B 固体可逆 2A 离子 + B 离子 | Ksp 等于 4S 三次方 |
| AB2 型 | AB2 固体可逆 A 离子 + 2B 离子 | Ksp 等于 4S 三次方 |
| A3B 型 | A3B 固体可逆 3A 离子 + B 离子 | Ksp 等于 27S 四次方 |
延伸计算类型
Q 离子积判断沉淀
Q 是任意时刻离子浓度幂之积,和 Ksp 表达式写法完全一样
Q 大于 Ksp 溶液过饱和,会析出沉淀
Q 等于 Ksp 刚好达到平衡,饱和溶液
Q 小于 Ksp 不饱和,不会产生沉淀
同离子效应计算
如果溶液里面本身已经存在相同离子,平衡会移动,计算 Ksp 的时候 Ksp 本身数值不变,但是平衡离子浓度会改变,不能直接用纯水中的 S 代入
沉淀转化计算
两种沉淀之间转化,可以利用两个 Ksp 做比值,计算转化反应平衡常数
计算常见易错点
化学计量数一定要作为指数,很多同学直接相乘忘记乘方,这是 Ksp 怎么算最典型错误
不同类型难溶电解质,不能直接拿 Ksp 数值判断谁更容易溶解,比如 AB 型和 AB2 型 Ksp 接近,但是溶解度差别很大
单位统一,S 换算的时候注意摩尔质量,把克每升转换成摩尔每升
注意活度,大学阶段精确计算要使用活度代替浓度,高中一般直接使用浓度计算 Ksp
【常见问题】
问题 1 Ksp 怎么算的时候为什么固体不写进表达式
回答 1 Ksp 怎么算的表达式里面纯固体不参与,因为纯固体活度是常数,沉淀溶解平衡表达式只写溶液里面离子浓度幂乘积,固体不需要列入 Ksp 计算式。
问题 2 AB 型难溶物 Ksp 怎么算
回答 2 AB 型难溶物 Ksp 怎么算,溶解平衡是 AB 可逆 A 离子加 B 离子,平衡时两种离子浓度都等于 S,所以 Ksp 等于 S 乘以 S 也就是 S 平方。
问题 3 Ksp 怎么算会受浓度影响吗
回答 2 不对,回答 3 Ksp 怎么算得到的 Ksp 是平衡常数,只随温度变化,离子浓度改变只会让平衡移动,Ksp 本身数值不会改变,所以 Ksp 怎么算的时候不能误以为浓度变化 Ksp 就跟着变。
问题 4 不同类型难溶物可以直接用 Ksp 大小比较溶解度吗
回答 4 不可以,Ksp 怎么算的表达式里面指数不一样,AB 型和 AB2 型结构不同,就算 Ksp 数值接近,溶解度也不一样,只有同类型难溶物才可以直接通过 Ksp 比较溶解能力。
【免责申明】
本文内容仅作为 Ksp 计算化学学习科普参考,不同教材表述和计算精度要求存在差异,大学化学涉及活度修正等进阶内容,正式考试以及专业计算请以对应教材和课程要求为准。


