То раствор будет насыщенным относительно этого электролита, и в нем установится динамическое равновесие между осадком и жидкой фазой

Из выражения для константы растворимости следует, что в насыщенном растворе труднорастворимого электролита произведение молярных концентраций его ионов есть величина постоянная при данной температуре.

Если в результате диссоциации формульной единицы такого электролита образуется несколько одинаковых ионов, например:

Ca₃(PO₄)₂ 3Ca²⁺ + 2PO₄^3–,

то при вычислении K_S равновесная молярная концентрация каждого из ионов возводится в степень, равную стехиометрическому коэффициенту, стоящему в уравнении диссоциации перед данным ионом

Такое произведение молярных концентраций ионов в дальнейшем будем называть стехиометрическим произведением.

Таким образом для любого труднорастворимого электролита справедливо равенство

Константы растворимости, как и все константы равновесия, зависят от температуры, поэтому в справочной литературе они чаще всего приводятся для стандартных условий (T=298K и р=101,325 кПа) (табл. 14).

Таблица 14. Константы растворимости некоторых малорастворимых веществ при Т = 298 K

Вещество	KS	Вещество	KS
1. AgBr	5,3 × 10–13	10. Ag2CO3	1,2 × 10–12
2. AgCl	1,56 × 10–10	11. Ag2C2O4	3,5 × 10–11
3. AgI	8,3 × 10–17	12. Ag2S	6,3 × 10–50
4. Ca3(PO4)2	2,0 × 10–29	13. Ag2SO3	1,5 × 10–14
5. BaSO4	1,1 × 10–10	14. Ag2SO4	1,6 × 10–5
6. CaCO3	3,8 × 10–9	15. Ag3PO4	1,3 × 10–20
7. BaCO3	4,0 × 10–10	16. Mg(OH)2	5 × 10–12
8. SrCO3	1,1 × 10–10	17. CuS	8,5 × 10–45
9. MgCO3	2,1 × 10–5	18. HgS	4 × 10–53

На основании вышеизложенного материала формулируется так называемое правило растворимости осадков.

1. Если стехиометрическое произведение молярных концентраций ионов труднорастворимого электролита в растворе равно величине его K_S (или ПР) при данной температуре

2. Если стехиометрическое произведение молярных концентраций ионов в растворе электролита меньше величины его K_S

такой раствор является ненасыщенным и в нем будет наблюдаться преимущественный переход ионов электролита из твердой фазы в жидкую (т.е. растворение осадка).

3. В перенасыщенном растворе стехиометрическое произведение молярных концентраций труднорастворимого электролита больше величины его K_S

вследствие чего наблюдается переход ионов из жидкой фазы в твердую (т.е. выпадение осадка).

По величине K_S труднорастворимого электролита можно рассчитать его растворимость, или коэффициент растворимости s и, наоборот, зная s, определить значение константы растворимости.

Пример 1. K_S(BaSO₄) = 1 × 10^–11. Рассчитать коэффициент растворимости s этой соли в воде (г/дм³).

Решение. В насыщенном растворе сульфата бария устанавливается следующее равновесие:

BaSO₄ Ba²⁺ + SO₄^2–

При этом K_S(BaSO₄) = с(Ba²⁺) × c(SO₄^2–)

Пусть с(Ba²⁺) = c(SO₄^2–) = x моль/дм³

Подставим в уравнение для константы растворимости BaSO₄ значения всех величин

1 × 10^–10 = х²

и решим его относительно x

Так как n(Ba²⁺) = n(SO₄^2–) = n(BaSO₄), то в 1 дм³ насыщенного раствора BaSO₄ при 25^оС будет содержаться 1 × 10^–5 моль BaSO₄ (т.е. молярная растворимость BaSO₄ составит 1 × 10^–5 моль/дм³). Растворимость BaSO₄, выраженная в г/дм³, будет равна:

s(BaSO₄) = n(BaSO₄) × M(BaSO₄) = 1 × 10^–5 × 233 = 2,33 × 10^–3

Пример 2. Растворимость AgCl в H₂O при 25^оС равна 1,79 × 10^–3 г/дм³. Рассчитайте K_S(AgCl).

Решение. Зная массу соли, содержащуюся в 1 дм³ насыщенного раствора, можно рассчитать ее химическое количество

n(AgCl) = m(AgCl): M(AgCl) = 1,79 × 10^–3: 143,5 г/моль»»1,25 × 10^–5 моль

(т.е. молярная растворимость AgCl равна 1,25 × 10^–5 моль/дм³)

Так как в растворе хлорида серебра n(Ag⁺) = n(Cl^–) = n(AgCl), можно записать, что

K_S(AgCl) = = 1,25 × 10^–5 × 1,25 × 10^–5 = 1,56 × 10^–10

Для электролитов, формульные единицы которых содержат одинаковое число катионов и анионов, значения K_S позволяют судить о их растворимости и сравнивать ее между собой. При этом чем меньше величина константы растворимости, тем, соответственно, меньше молярная растворимость данного вещества и тем более разбавленным будет его насыщенный раствор.

Так, например, на основе анализа данных табл. 14 карбонаты металлов IIА группы и соли серебра, образованные двухосновными кислотами, в порядке уменьшения растворимости можно расположить следующим образом:

1)	MgCO3	>	CaCO3	>	BaCO3	>	SrCO3
	KS=2,1×10–5		KS=3,8×10–9		KS=4,0×10–10		KS=1,1×10–10

2)	Ag2SO4	>	Ag2CO3	>	Ag2SO3	>	Ag2S
	KS=1,6×10–5		KS=1,2×10–12		KS=1,5×10–14		KS=6,3×10–50

Для разнотипных электролитов, образующих при диссоциации разное число катионов и анионов, например: AgCl, Ag₂SO₄, Ag₃PO₄, сравнивать их растворимость по величине константы растворимости нельзя. В этом случае, зная K_S, необходимо рассчитать молярную растворимость вещества, т.е. его равновесную концентрацию в насыщенном растворе, по формуле:

где m – число катионов (Ktⁿ⁺), содержащееся в формульной единице электролита; n – число анионов (An^{m –} ), содержащееся в формульной единице электролита.

Например, для AgCl и Ag₃PO₄ их константы растворимости равны, соответственно, 1,5 × 10^–10 и 1,3 × 10^–20 (табл. 14), а равновесные молярные концентрации этих же солей в насыщенном растворе, рассчитанные по вышеприведенной формуле, имеют значения:

(моль/дм³)

(моль/дм³)

Таким образом (с учетом того, что формульная единица Ag₃PO₄ содержит в 3 раза больше ионов Ag⁺ по сравнению с AgCl), в насыщенном растворе Ag₃PO₄ равновесная концентрация ионов Ag⁺ (4,68 × 10^–6 ´ 3 = 1,404 × 10^–5 моль/дм³) выше, чем в аналогичном растворе AgCl.