化学を学んでいても、溶解度積定数がよくわからなかったり、もっと詳しく知りたいと思っていませんか？ K_s_p$からモル溶解度を計算する方法がわからない？ 溶解度定数（$K_s_p$）は、化学の分野で重要な役割を果たしており、特に溶解度方程式を扱うときや、さまざまな溶質の溶解度を分析するときに役立ちます。

この$K_s_p$化学ガイドでは、$K_s_p$化学の定義、$K_s_p$の解き方（例を含む）、どのような要因が$K_s_p$に影響するか、そしてなぜ$K_s_p$が重要なのかを説明します。

$K_s_p$とは

$K_s_p$は、溶解度定数または溶解度積として知られています。 K_s_p$は、溶解度定数または溶解度積と呼ばれ、固体物質が液体・水溶液に溶解するときの方程式に用いられる平衡定数です。

$K_s_p$は、わずかに溶けるだけで完全には溶けない溶質に用いられる。

$K_s_p$は、わずかに溶けて完全には溶けない溶質に使われます(溶質が全く、あるいはほとんど溶けない場合は不溶性です)。

$K_s_p$の値は、溶質によって異なり、溶ける量を表します。 溶けやすい物質ほど、$K_s_p$の化学値は高くなります。 また、$K_s_p$の単位は何ですか？ 実は、単位はありません! K_s_p$の値は、反応物と生成物のモル濃度が式ごとに異なるため、単位がありません。 そうすると、問題ごとに$K_s_p$の単位が違ってきてしまい、解くのが難しくなってしまうので、化学者はよりシンプルにするために、$K_s_p$の単位を完全にやめてしまうのが一般的です。

How Do You Calculate $K_s_p$?

ここでは、$K_s_p$の化学式の書き方と、$K_s_p$の値の解き方を説明します。 ほとんどの化学の授業では、$K_s_p$の値を解く必要はほとんどありません。ほとんどの場合、式を書き出したり、$K_s_p$の値を使って溶解度を解いたりします（その方法は「$K_s_p$はなぜ重要なのか」のセクションで説明します）。

$K_s_p$式の書き方

以下に溶解度積の式を示し、それに続く4つの$K_s_p$化学問題で$K_s_p$式の書き方を確認してください。

反応 $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)

溶解度式は $K_s_p$= $^a$ $^b$

1つ目の式は解離式と呼ばれ、2つ目の式は平衡$K_s_p$式である。

これらの式について：

• AとBは異なるイオンや固体を表す。
• aとbは式のバランスをとるための係数を表します
• (aq)と(s)は生成物がどちらの状態にあるかを表します（それぞれ水性、固体）
• カッコはモル濃度を表します。

$K_s_p$式を正しく書くためには、化学名、多原子イオン、各イオンの電荷などの知識が必要です。 また、これらの式で気をつけなければならないのは、バランスのとれた$K_s_p$式では、角括弧で表された各濃度がその係数の累乗になっていることです。

いくつかの例を見てみましょう。

例題1

$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + $2Br^{¯}$ (aq)

$K_s_p$= $^2$

この問題では、$K_s_p$の式のBrを2乗することを忘れないでください。 解離式の係数が「2」であることから、このようにします。

例題2

CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)

$K_s_p$=

例題3

$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-。}$ (aq)

$K_s_p$= $^2$

例4

$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ $3Cu^2^{+}$ (aq) + $2PO_4^3^{¯}$ (aq)

$K_s_p$= $^3$ $^2$

溶解度による$K_s_p$の解法

$K_s_p$の値を計算するためには、モル溶解度が必要です。 の値を計算するためには、モル溶解度の値を持っているか、それを見つけることができる必要があります。

質問です。 AgBr（臭化銀）のモル溶解度が5.71×$10^{¯}^7$モル/リットルであることから、$K_s_p$を求めよ。

まず、2つの式を書き出す必要がある。

AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)

$K_s_p$ =

さて、この問題では$K_s_p$の実際の値を解いているので、与えられた溶解度の値をプラグインします：

$K_s_p$ = (5.71 x $10^{¯}^7$) (5.71 x $10^{¯}^7$) = 3.26 x $10^{¯}^13$

$K_s_p$の値は3.26 x $10^{¯}^13$

$K_s_p$に影響を与える因子は？

ここでは、溶解度定数の値に影響を与える主な要因について説明します。

温度

ほとんどの溶質は、温度を上げると液体に溶けやすくなります。 その証拠に、インスタント コーヒーを冷たい水で飲んだときと、熱い水で飲んだときの混ざり具合を比べてみてください。 温度は固体と気体の両方の溶解度に影響を与えますが、液体の溶解度には明確な影響を与えないことがわかっています。

圧力

圧力も溶解度に影響を与えますが、液体中の気体に限ります。 ヘンリーの法則では、気体の溶解度はその気体の分圧に正比例するとされています。

ヘンリーの法則はp=kcと書かれ、

• pは液体上の気体の分圧
• kはヘンリーの法則定数
• cは液体中の気体の濃度

ヘンリーの法則は、分圧が低下すると液体中の気体の濃度も低下し、溶解度が低下することを示しています。

ヘンリーの法則は、ソーダの缶を開けてみるとよくわかります。

ソーダの缶を開けると、ヘンリーの法則が働いているのがわかります。缶を閉じた状態では、気体にはより多くの圧力がかかっており、たくさんの気体が溶けているので、たくさんの泡があります。

分子の大きさ

一般的に、分子の大きさが小さい溶質は、分子の大きさが大きい溶質よりも溶けやすいです。

Why Is $K_s_p$ Important?

溶解度定数が重要なのはなぜでしょうか？

溶質の溶解度を求めるには

$K_s_p$からモル溶解度を計算する方法を知りたいですか？ K_s_p$の値を知ることで、さまざまな溶質の溶解度を求めることができます。 ここでは、その例を紹介します。 硫酸銀である$Ag_2SO_4$の$K_s_p$の値は1.4×$10^{-}^5$です。 モル溶解度を求める。

まず、解離方程式を書き出す。 $K_s_p$=$ ^2$ $

次に、$K_s_p$の値を差し込んで代数式を作成する。

1.4×$10^{-}^5$= $(2x)^2$ $(x)$

1.4×$10^{-}^5$= $4x^3$

$x$==1.5x$10^{-}^2$ M

$2x$= =3.0x$10^{-}^2$ M

反応で沈殿物ができるかどうかを予測するには

溶質の$K_s_p$の値がわかっていれば、そのイオンの溶液を混ぜたときに沈殿物ができるかどうかがわかります。 以下に、沈殿物の形成を決定する2つのルールを示す。

• イオン性製品 > $K_s_p$ ならば沈殿が起こる
• イオン性製品 < $K_s_p$ ならば沈殿は起こらない。 であれば、沈殿は起こらない

共通イオン効果を理解するために

$K_s_p$も共通イオン効果の重要な一部です。 共通イオン効果とは、共通のイオンを持つ2つの溶液を混合すると、$K_s_p$の値が小さい方の溶質が先に析出するというものです。 どちらも$Cl^{-}$イオンを含んでいます。 BiOClの$K_s_p$の値は1.8×$10^{-}^31$で、CuClの$K_s_p$の値は1.2×$10^{-}^6$です。

溶解度積定数表

以下に、多くの一般的な物質の$K_s_p$値を示した表を示す。 K_s_p$の値は、その物質が標準的な25℃前後のときのものです。 K_s_p$の値は非常に小さいので、どの資料を使うかによって、値に若干の違いがあるかもしれません。 このグラフのデータは、ロードアイランド大学の化学部門からのものです。

物質	化学式	$K_s_p$値
水酸化アルミニウム	$Al(OH)_3$	1.3×$10^{-}^33$
リン酸アルミニウム	$AlPO_4$	6.3×$10^{-}^19$
炭酸バリウム	$BaCO_3$	5.1×$10^{-}^9$
クロム酸バリウム	$BaCrO_4$	1.2×$10^{-}^10$
フッ化バリウム	$BaF_2$	1.0×$10^{-}^6$
水酸化バリウム	$Ba(OH)_2$	5×$10^{-}^3$
硫酸バリウム	$BaSO_4$	1.1×$10^{-}^10$
亜硫酸バリウム	$BaSO_3$	8×$10^{-}^7$
チオ硫酸バリウム	$BaS_2O_3$	1.6×$10^{-}^6$
塩化ビスマス	$BiOCl$	1.8×$10^{-}^31$
水酸化ビスムチル	$BiOOH$	4×$10^{-}^10$
炭酸カドミウム	$CdCO_3$	5.2×$10^{-}^12$
水酸化カドミウム	$Cd(OH)_2$	2.5×$10^{-}^14$
シュウ酸カドミウム	$CdC_2O_4$	1.5×$10^{-}^8$
硫化カドミウム	$CdS$	8×$10^{-}^28$
炭酸カルシウム	$CaCO_3$	8×$10^{-}^28$
炭酸カルシウム	2.8×$10^{-}^9$
クロム酸カルシウム	$CaCrO_4$	7.1×$10^{-}^4$
フッ化カルシウム	$CaF_2$	5.3×$10^{-}^9$
リン酸水素カルシウム	$CaHPO_4$	1×$10^{-}^7$
水酸化カルシウム	$Ca(OH)_2$	5.5×$10^{-}^6$
シュウ酸カルシウム	$CaC_2O_4$	2.7×$10^{-}^9$
リン酸カルシウム	$Ca_3(PO_4)_2$	2.0×$10^{-}^29$
硫酸カルシウム	$CaSO_4$	9.1×$10^{-}^6$
亜硫酸カルシウム	$CaSO_3$	6.8×$10^{-}^8$
クロム(II)水酸化物	$Cr(OH)_2$	2×$10^{-}^16$
クロム(III)水酸化物	$Cr(OH)_3$	6.3×$10^{-}^31$
コバルト(II)の炭酸塩	$CoCO_3$	1.4×$10^{-}^13$
コバルト(II)の水酸化物	$Co(OH)_2$	1.6×$10^{-}^15$
コバルト(III)水酸化物	$Co(OH)_3$	1.6×$10^{-}^44$
コバルト(II)硫化物	$CoS$	4×$10^{-}^21$
銅(I)塩化物	$CuCl$	1.2×$10^{-}^6$
銅(I)シアン化物	$CuCN$	3.2×$10^{-}^20$
銅(I)ヨウ化物	$CuI$	1.1×$10^{-}^12$
銅(II)ヒ酸	$Cu_3(AsO_4)_2$	7.6×$10^{-}^36$
銅（II）の炭酸塩	$CuCO_3$	1.4×$10^{-}^10$
銅（II）のクロム酸塩	$CuCrO_4$	3.6×$10^{-}^6$
銅(II)フェロシアン化物	$Cu$	1.3×$10^{-}^16$
銅(II)水酸化物	$Cu(OH)_2$	2.2×$10^{-}^20$
銅(II)硫化物	$CuS$	6×$10^{-}^37$
鉄(II)炭酸塩	$FeCO_3$	3.2×$10^{-}^11$
鉄(II)水酸化物	$Fe(OH)_2$	8.0$10^{-}^16$
鉄（II）の硫化物	$FeS$	6×$10^{-}^19$
鉄（III）のヒ酸塩	$FeAsO_4$	5.7×$10^{-}^21$
鉄(III)フェロシアン化物	$Fe_4_3$	3.3×$10^{-}^41$
鉄(III)水酸化物	$Fe(OH)_3$	4×$10^{-}^38$
鉄(III)リン酸塩	$FePO_4$	1.3×$10^{-}^22$
鉛(II)ヒ酸塩	$Pb_3(AsO_4)_2$	4×$10^{-}^6$
鉛(II)アジド	$Pb(N_3)_2$	2.5×$10^{-}^9$
鉛(II)ブロマイド	$PbBr_2$	4.0×$10^{-}^5$
鉛(II)カーボネイト	$PbCO_3$	7.4×$10^{-}^14$
鉛(II)クロライド	$PbCl_2$	1.6×$10^{-}^5$
鉛(II)クロメート	$PbCrO_4$	2.8×$10^{-}^13$
鉛(II)フッ化物	$PbF_2$	2.7×$10^{-}^8$
鉛(II)水酸化物	$Pb(OH)_2$	1.2×$10^{-}^15$
鉛(II)ヨウ化物	$PbI_2$	7.1×$10^{-}^9$
鉛(II)硫酸塩	$PbSO_4$	1.6×$10^{-}^8$
鉛(II)スルフィド	$PbS$	3×$10^{-}^28$
炭酸リチウム	$Li_2CO_3$	2.5×$10^{-}^2$
フッ化リチウム	$LiF$	3.8×$10^{-}^3$
リン酸リチウム	$Li_3PO_4$	3.2×$10^{-}^9$
リン酸マグネシウム・アンモニウム	$MgNH_4PO_4$	2.5×$10^{-}^13$
ヒ酸マグネシウム	$Mg_3(AsO_4)_2$	2×$10^{-}^20$
炭酸マグネシウム	$MgCO_3$	3.5×$10^{-}^8$
フッ化マグネシウム	$MgF_2$	3.7×$10^{-}^8$
水酸化マグネシウム	$Mg(OH)_2$	1.8×$10^{-}^11$
シュウ酸マグネシウム	$MgC_2O_4$	8.5×$10^{-}^5$
リン酸マグネシウム	$Mg_3(PO_4)_2$	1×$10^{-}^25$
マンガン(II)炭酸塩	$MnCO_3$	1.8×$10^{-}^11$
マンガン(II)水酸化物	$Mn(OH)_2$	1.9×$10^{-}^13$
マンガン(II)スルフィド	$MnS$	3×$10^{-}^14$
マンガン(I)ブロマイド	$Hg_2Br_2$	5.6×$10^{-}^23$
水銀(I)クロライド	$Hg_2Cl_2$	1.3×$10^{-}^18$
水銀(I)ヨード	$Hg_2I_2$	4.5×$10^{-}^29$
水銀(II)硫化物	$HgS$	2×$10^{-}^53$
ニッケル(II)炭酸塩	$NiCO_3$	6.6×$10^{-}^9$
ニッケル(II)水酸化物	$Ni(OH)_2$	2.0×$10^{-}^15$
ニッケル(II)硫化物	$NiS$	3×$10^{-}^19$
フッ化スカンジウム	$ScF_3$	4.2×$10^{-}^18$
水酸化スカンジウム	$Sc(OH)_3$	8.0×$10^{-}^31$
酢酸銀	$Ag_2CH_3O_2$	2.0×$10^{-}^3$
ヒ酸銀	$Ag_3AsO_4$	1.0×$10^{-}^22$
アジ化銀	$AgN_3$	2.8×$10^{-}^9$
臭臭化銀	$AgBr$	5.0×$10^{-}^13$
塩化銀	$AgCl$	1.8×$10^{-}^10$
クロム酸銀	$Ag_2CrO_4$	1.1×$10^{-}^12$
シアン化銀	$AgCN$	1.2×$10^{-}^16$
ヨウ素酸銀	$AgIO_3$	3.0×$10^{-}^8$
ヨウ化銀	$AgI$	8.5×$10^{-}^17$
亜硝酸銀	$AgNO_2$	6.0×$10^{-}^4$
硫酸銀	$Ag_2SO_4$	1.4×$10^{-}^5$
硫化銀	$Ag_2S$	6×$10^{-}^51$
硫化銀	$Ag_2SO_3$	1.5×$10^{-}^14$
チオシアン酸銀	$AgSCN$	1.0×$10^{-}^12$
炭酸ストロンチウム	$SrCO_3$	1.1×$10^{-}^10$
ストロンチウムクロメート	$SrCrO_4$	2.2×$10^{-}^5$
ストロンチウムフルオリド	$SrF_2$	2.5×$10^{-}^9$
硫酸ストロンチウム	$SrSO_4$	3.2×$10^{-}^7$
臭化タリウム（I）	$TlBr$	3.4×$10^{-}^6$
タリウム(I)クロライド	$TlCl$	1.7×$10^{-}^4$
タリウム(I) ヨウ化物	$TlI$	6.5×$10^{-}^8$
タリウム(III) 水酸化物	$Tl(OH)_3$	6.3×$10^{-}^46$
スズ(II)水酸化物	$Sn(OH)_2$	1.4×$10^{-}^28$
錫(II)硫化物	$SnS$	1×$10^{-}^26$
亜鉛炭酸塩	$ZnCO_3$	1.4×$10^{-}^11$
水酸化亜鉛	$Zn(OH)_2$	1.2×$10^{-}^17$
シュウ酸亜鉛	$ZnC_2O_4$	2.7×$10^{-}^8$
リン酸亜鉛	$Zn_3(PO_4)_2$	9.0×$10^{-}^33$
硫化亜鉛	$ZnS$	2×$10^{-}^25$

おわりに。 $K_s_p$化学ガイド

化学における$K_s_p$とは何か？ 溶解度積定数（$K_s_p$）は、化学でさまざまな溶質の溶解度を研究する際に重要な要素です。

溶解度積定数を計算するには、まず解離式と$K_s_p$のバランス式を書き出し、モル濃度が与えられていればそれを入力する必要がある。

溶解度定数は、温度、圧力、分子の大きさによって影響を受け、溶解度の決定、沈殿物ができるかどうかの予測、共通イオン効果の理解などに重要な役割を果たします。

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