溶解平衡

有机固体的溶解平衡是其固态部分与溶解部分之间的平衡：

${\displaystyle \mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}} (s)\rightleftharpoons \mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}} (aq)}$

而平衡表达式可以如下所写（这适用于任何此类反应）：

${\displaystyle K={\frac {\left\{\mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}} (aq)\right\}}{\left\{\mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}} (s)\right\}}}}$[1]

K是平衡常数，花括号代表相应物质的活度，而根据定义，固体物质的活度是1。如果离子氛之间的作用可以忽略（一种常见的情形是溶液的浓度极低时），则活度也可用浓度代替：

${\displaystyle K_{s}=\left[\mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}} (aq)\right]\,}$

方括号代表摩尔浓度（通常用M表示）。

这个表达式是说在达到溶解平衡时，水中含有的已溶解的糖的浓度等于K。在25℃时，当标准浓度为1mol/L时，蔗糖的K=1.971，这是在25℃时能溶解的蔗糖的最大量，这时的溶液被称为“饱和的”。如果当前溶液浓度低于饱和浓度，固体会继续溶解直到两者相等或所有固体均已经溶解；如果当前溶液浓度高于饱和浓度，这时的溶液是“过饱和的”，溶液中的蔗糖将会以固体形式析出，直到两者相等。这个过程可能是缓慢的，但是平衡常数描述的是体系平衡时的状态，不是体系达到平衡的速度。

离子化合物在溶解时通常会发生电离，即在水的作用下解离为离子。例如硫酸钙：

${\displaystyle \mathrm {CaSO} _{4}(s)\rightleftharpoons {\mbox{Ca}}^{2+}(aq)+{\mbox{SO}}_{4}^{2-}(aq)\,}$

对上例而言，平衡表达式为：

${\displaystyle K={\frac {\left\{{\mbox{Ca}}^{2+}(aq)\right\}\left\{{\mbox{SO}}_{4}^{2-}(aq)\right\}}{\left\{{\mbox{CaSO}}_{4}(s)\right\}}}}$[1]

K被称作平衡常数，而花括号代表活度。固态物质的活度，根据定义，等于1。当溶液的浓度极低，即离子的活度可以看做1时，这个表达式可以改写为以下的“溶度积”表达式：

${\displaystyle K_{\mathrm {sp} }=\left[{\mbox{Ca}}^{2+}(aq)\right]\left[{\mbox{SO}}_{4}^{2-}(aq)\right].\,}$

这个表达式说明了硫酸钙的水溶液达平衡时，由硫酸钙电离出的两种离子浓度的乘积等于K_sp，即溶度积。硫酸钙的溶度积为4.93×10⁻⁵。如果溶液中只含硫酸钙，即只含由其电离出的Ca²⁺和SO₄²⁻，那么每种离子的浓度为：

${\displaystyle {\sqrt {K_{\mathrm {sp} }}}={\sqrt {4.93\times 10^{-5}}}=7.02\times 10^{-3}=\left[{\mbox{Ca}}^{2+}\right]=\left[{\mbox{SO}}_{4}^{2-}\right].\,}$

当一种溶质电离为计量数不相等的几部分时：

${\displaystyle \mathrm {Ca(OH)_{2}} (s)\rightleftharpoons {\mbox{Ca}}^{2+}(aq)+{\mbox{2OH}}^{-}(aq)\,}$,

K_sp的确定会稍有复杂。对于如下电离过程：

${\displaystyle \mathrm {A} (s)\rightleftharpoons {\mbox{xB}}^{p+}(aq)+{\mbox{yC}}^{q-}(aq)\,}$

溶度积和溶解度的关系由以下方程确定：

${\displaystyle {\sqrt[{n}]{K_{\mathrm {sp} } \over {x^{x}\cdot y^{y}}}}={C \over M_{M}}}$

其中：

• n是电离方程右边的总计量数（对上例，x+y），无量纲；
• x是所有阳离子的总计量数，无量纲；
• y是所有阴离子的总计量数，无量纲；
• K_sp是溶度积，(mol/kg)ⁿ；
• C是化合物A的溶解度（A的质量比溶液的质量），无量纲；
• M_M是化合物A的摩尔质量，kg/mol。

上述方程假设电离过程发生在纯溶剂（无同离子效应发生），亦不存在络合和水解（即溶液中只存在B^p+和C^q-），且浓度小到离子活度可被认为等于1。

大量化合物的溶解度常数已经通过实验确定，对于离子化合物，更常见的是溶度积。浓度单位除非另有说明均为摩尔，有时溶解度的单位也可能是g/L。

在25℃一些物质的溶解度常数[4][5][6]：

• 碳酸钡: 2.60×10⁻⁹
• 氯化亚铜: 1.72×10⁻⁷
• 硫酸铅: 1.81×10⁻⁸
• 碳酸镁: 1.15×10⁻⁵
• 氯化银: 1.70×10⁻¹⁰
• 溴化银: 7.7×10⁻¹³
• 氢氧化钙: 8.0×10⁻⁶

• 溶度积表
• 溶解度
• 溶解度表

• UC Berkeley video lecture on solubility equilibria
• IUPAC-NIST solubility database
• Solubility products of simple inorganic compounds 页面存档备份，存于
• Solubility challenge Predict solubilities from a data base of 100 molecules. The database, of mostly compounds of pharmaceutical interest, is available at One hundred molecules with solubilities (Text file, tab separated).