Löslichkeitsgleichgewicht ist ein Typ des dynamischen Gleichgewichts. Es besteht, wenn eine chemische Zusammensetzung im festen Zustand im chemischen Gleichgewicht mit einer Lösung dieser Zusammensetzung ist. Der Festkörper kann sich unverändert, mit Trennung oder mit der chemischen Reaktion mit einem anderen Bestandteil des Lösungsmittels, wie Säure oder Alkali auflösen. Jeder Typ des Gleichgewichts wird durch ein temperaturabhängiges unveränderliches Gleichgewicht charakterisiert. Löslichkeitsgleichgewicht ist im pharmazeutischen, Umwelt- und vielen anderen Drehbüchern wichtig.

Definitionen

Ein Löslichkeitsgleichgewicht besteht, wenn eine chemische Zusammensetzung im festen Zustand im chemischen Gleichgewicht mit einer Lösung dieser Zusammensetzung ist. Das Gleichgewicht ist ein Beispiel des dynamischen Gleichgewichts in diesen einem individuelle Moleküle wandern zwischen den festen Phasen und solchen Lösungsphasen ab, dass die Raten der Auflösung und des Niederschlags einander gleich sind. Wenn Gleichgewicht gegründet wird, wie man sagt, wird die Lösung gesättigt. Die Konzentration des solute in einer gesättigten Lösung ist als die Löslichkeit bekannt. Einheiten der Löslichkeit können Mahlzahn (mol dm) sein oder haben als Masse pro Einheitsvolumen, wie μg ml ausgedrückt. Löslichkeit ist Temperaturabhängiger. Wie man sagt, wird eine Lösung, die eine höhere Konzentration von solute enthält als die Löslichkeit, supergesättigt. Eine supergesättigte Lösung kann veranlasst werden, zum Gleichgewicht durch die Hinzufügung eines "Samens" zu kommen, der ein winziger Kristall des solute oder eine winzige feste Partikel sein kann, die Niederschlag beginnt.

Es gibt drei Haupttypen des Löslichkeitsgleichgewichts.

1. Einfache Auflösung.
2. Auflösung mit Trennung. Das ist für Salze charakteristisch. Das unveränderliche Gleichgewicht ist in diesem Fall als ein Löslichkeitsprodukt bekannt.
3. Auflösung mit der Reaktion. Das ist für die Auflösung von schwachen Säuren oder schwachen Basen in wässrigen Medien des unterschiedlichen pH charakteristisch.

In jedem Fall kann ein unveränderliches Gleichgewicht als ein Quotient von Tätigkeiten angegeben werden. Dieses unveränderliche Gleichgewicht ist ohne Dimension, weil Tätigkeit eine ohne Dimension Menge ist. Jedoch ist der Gebrauch von Tätigkeiten sehr ungünstig, so wird das unveränderliche Gleichgewicht gewöhnlich durch den Quotienten von Tätigkeitskoeffizienten geteilt, um ein Quotient von Konzentrationen zu werden. Sieh Gleichgewicht chemistry#Equilibrium unveränderlich für Details. Außerdem wird die Konzentration des Lösungsmittels gewöhnlich genommen, um unveränderlich zu sein, und wird auch so ins unveränderliche Gleichgewicht untergeordnet. Aus diesen Gründen ließ die Konstante für ein Löslichkeitsgleichgewicht Dimensionen mit der Skala verbinden, auf der Konzentrationen gemessen werden. In Bezug auf Konzentrationen definierte Löslichkeitskonstanten sind nicht nur Temperaturabhängiger, sondern auch können von lösender Zusammensetzung abhängen, wenn das Lösungsmittel auch Arten außer denjenigen enthält, die aus dem solute abgeleitet sind.

Phase-Wirkung

Gleichgewicht wird für spezifische Kristallphasen definiert. Deshalb, wie man erwartet, ist das Löslichkeitsprodukt abhängig von der Phase des Festkörpers verschieden. Zum Beispiel wird aragonite und Kalkspat verschiedene Löslichkeitsprodukte haben, wenn auch sie beide dieselbe chemische Identität (Kalzium-Karbonat) haben. Dennoch, unter gegebenen Bedingungen, am wahrscheinlichsten ist nur eine Phase thermodynamisch stabil, und deshalb geht diese Phase in ein wahres Gleichgewicht ein.

Partikel-Größe-Wirkung

Die thermodynamische unveränderliche Löslichkeit wird für große Monokristalle definiert. Löslichkeit wird mit der abnehmenden Größe der solute Partikel (oder Tröpfchen) wegen der zusätzlichen Oberflächenenergie zunehmen. Diese Wirkung ist allgemein klein, wenn Partikeln sehr klein, normalerweise kleiner nicht werden als 1 μm. Die Wirkung der Partikel-Größe auf der unveränderlichen Löslichkeit kann wie folgt gemessen werden:

wo die Löslichkeit ist, die für die solute Partikeln mit der Mahlzahn-Fläche A unveränderlich ist, ist die Löslichkeit, die für die Substanz mit der Mahlzahn-Fläche unveränderlich ist, die zur Null neigt (d. h., wenn die Partikeln groß sind), ist γ die Oberflächenspannung der solute Partikel im Lösungsmittel, A ist die Mahlzahn-Fläche des solute (in m/mol), R ist die universale Gaskonstante, und T ist die absolute Temperatur.

Salz-Wirkung

Die Salz-Wirkung bezieht sich auf die Tatsache, dass die Anwesenheit eines Salzes, das kein Ion genau wie der solute hat, eine Wirkung auf die Ionenstarke der Lösung und folglich auf Tätigkeitskoeffizienten hat, so dass sich das Gleichgewicht unveränderlich, ausgedrückt als ein Konzentrationsquotient, ändert.

Temperaturwirkung

Löslichkeit ist zu Änderungen in der Temperatur empfindlich. Zum Beispiel ist Zucker in heißem Wasser mehr auflösbar als kühles Wasser. Es kommt vor, weil Löslichkeitskonstanten, wie andere Typen von Gleichgewicht-Konstanten, Funktionen der Temperatur sind. In Übereinstimmung mit dem Grundsatz von Le Chatelier, wenn der Auflösungsprozess endothermic ist (wird Hitze absorbiert), Löslichkeitszunahmen mit der steigenden Temperatur, aber wenn der Prozess exothermic ist (wird Hitze veröffentlicht), Löslichkeitsabnahmen mit der steigenden Temperatur. Die Temperaturwirkung ist die Basis für den Prozess der Rekristallisierung, die verwendet werden kann, um eine chemische Zusammensetzung zu reinigen.

Natriumssulfat-Shows, die Löslichkeit mit der Temperatur unter ungefähr 32.4 °C, aber eine abnehmende Löslichkeit bei der höheren Temperatur vergrößern. Das ist, weil die feste Phase der decahydrate, NaSO.10HO, unter der Übergangstemperatur, aber einem verschiedenen Hydrat über dieser Temperatur ist.

Druck-Wirkung

Für kondensierte Phasen (Festkörper und Flüssigkeiten) ist die Druck-Abhängigkeit der Löslichkeit normalerweise schwach und gewöhnlich in der Praxis verwahrlost. Eine ideale Lösung annehmend, kann die Abhängigkeit als gemessen werden:

wo der Index i die Bestandteile wiederholt, ist N der Maulwurf-Bruchteil von mir der Bestandteil in der Lösung, P ist der Druck, der Index T bezieht sich auf die unveränderliche Temperatur, V ist das teilweise Mahlzahn-Volumen von mir der Bestandteil in der Lösung, V ist das teilweise Mahlzahn-Volumen von mir der Bestandteil im Auflösen fest, und R ist die universale Gaskonstante.

Die Druck-Abhängigkeit der Löslichkeit hat wirklich gelegentlich praktische Bedeutung. Zum Beispiel kann das Niederschlag-Beschmutzen von Ölfeldern und Bohrlöchern durch das Kalzium-Sulfat (der seine Löslichkeit mit dem abnehmenden Druck vermindert) auf verminderte Produktivität mit der Zeit hinauslaufen.

Einfache Auflösung

Die Auflösung eines organischen Festkörpers kann als ein Gleichgewicht zwischen der Substanz in seinen festen und aufgelösten Formen beschrieben werden. Zum Beispiel, wenn Rohrzucker (Tabellenzucker) eine gesättigte Lösung bildet