Молярная растворимость: как рассчитать на калькуляторе

Представьте, что вы сыпете сахар в чай. Рано или поздно сахар перестанет растворяться — на дне останутся кристаллы. В химии то же самое: для твёрдого вещества в воде есть предел. Молярная растворимость (s) — это количество молей вещества, которое растворяется в 1 литре воды до насыщения (обычно при 25 °C).

Зачем это нужно? В фармацевтике — чтобы лекарство не выпало в осадок, в аналитической химии — для гравиметрического анализа, в экологии — для оценки загрязнения воды солями металлов. Без расчёта вы не поймёте, сколько свинца попадёт в организм из старой посуды.

Важно: Растворимость зависит от температуры. В этой статье все примеры — для 25°C, если не указано иное. Для других температур смотрите справочники или наш Калькулятор теплоты растворения.

Связь между растворимостью и произведением растворимости — как рецепт пиццы: зная пропорции ингредиентов, вы поймёте, сколько теста нужно. Для соли A_mB_n, которая диссоциирует на m ионов A и n ионов B, формула такая:

Отсюда выражаем молярную растворимость s:

Где:

• Ks — произведение растворимости (безразмерная величина, но часто даётся в (моль/л)² или (моль/л)³);
• m, n — стехиометрические коэффициенты (сколько ионов каждого вида образуется);
• s — молярная растворимость (моль/л);
• [A], [B] — равновесные концентрации ионов (моль/л).

Если соль образует комплексные ионы (например, Ag(NH₃)₂⁺), формула усложняется, но для простых солей — работает. В реальной жизни проще использовать Калькулятор молярной растворимости.

Условие: Произведение растворимости хлорида серебра AgCl при 25°C Ks = 1,77×10⁻¹⁰. Найти молярную растворимость.

Решение: AgCl диссоциирует на 1 ион Ag⁺ и 1 ион Cl⁻: m=1, n=1. Формула:

Ответ: 1,33×10⁻⁵ моль/л. Это очень мало — примерно 0,0019 г/л. Чтобы перевести в г/л, умножьте на молярную массу AgCl (143,32 г/моль): 1,33×10⁻⁵ × 143,32 ≈ 1,9×10⁻³ г/л. Как видите, хлорид серебра почти нерастворим.

Проверка: Если вас мучает сомнение, откройте Калькулятор молярной растворимости, введите Ks и стехиометрию, получите тот же ответ.

Условие: Ks(PbI₂) = 8,49×10⁻⁹. Найти молярную растворимость.

Решение: PbI₂ → Pb²⁺ + 2I⁻, m=1, n=2. Формула:

Ответ: 1,29×10⁻³ моль/л. Заметьте: если бы мы ошиблись и посчитали как для 1:1 (s = √Ks ≈ 9,2×10⁻⁵), получили бы в 14 раз меньше. Ошибка критична.

Перевод в г/л: Молярная масса PbI₂ = 461 г/моль, растворимость = 1,29×10⁻³ × 461 ≈ 0,595 г/л. Теперь вы знаете, сколько свинца может попасть в воду.

Условие: Ks(Ca₃(PO₄)₂) = 2,07×10⁻³³. Найти молярную растворимость.

Решение: Ca₃(PO₄)₂ → 3Ca²⁺ + 2PO₄³⁻, m=3, n=2. Сумма m+n=5. Формула:

Ответ: 1,14×10⁻⁷ моль/л. Растворимость ничтожна — это одна из причин, почему кости (фосфат кальция) не растворяются в воде.

Расчёт корня пятой степени вручную сложен. Используйте наш Калькулятор молярной растворимости — он сделает это за секунду.

• Путают m и n. В Ca₃(PO₄)₂ m=3 (Ca²⁺), n=2 (PO₄³⁻). Если перепутать, ответ будет неверным.
• Забывают возвести стехиометрические коэффициенты. В формуле Ks = (m·s)ᵐ · (n·s)ⁿ, а не просто sᵐ · sⁿ. Иначе для PbI₂ получим s = √(Ks) вместо s = ∛(Ks/4).
• Пренебрегают влиянием pH. Если раствор кислый или щелочной, растворимость солей слабых кислот (карбонатов, фосфатов) увеличивается. Учитывайте это при реальных расчётах.
• Используют старые значения Ks. Всегда проверяйте актуальность данных. Для 2026 года используйте последние справочники.

Совет: Если сомневаетесь в расчёте, введите данные в Калькулятор молярной растворимости и сверьте с ручным решением.

Представьте, что вы добавляете в раствор соли одноимённый ион. Например, к насыщенному раствору AgCl добавляете NaCl. Концентрация Cl⁻ растёт, и равновесие смещается в сторону осадка (по принципу Ле Шателье). Растворимость падает.

Формула: Если в растворе уже есть концентрация C общего иона, то растворимость s' находим из Ks = (s')·(C + s')... Для AgCl в 0,1 M NaCl: Ks = s'·(0,1 + s') ≈ s'·0,1 (так как s' мала) => s' = Ks/0,1 = 1,77×10⁻⁹ моль/л. В 1000 раз меньше, чем в чистой воде!

Этот эффект используют в аналитической химии для осаждения ионов. Для расчёта Калькулятор pOH раствора не подойдёт, а для оценки растворимости в солях — наш основной калькулятор.

1. Задача: Ks(CaF₂) = 3,45×10⁻¹¹. Найти молярную растворимость CaF₂ (1:2).
   Ответ: s = ∛(3,45×10⁻¹¹/4) = 2,05×10⁻⁴ моль/л.
2. Задача: Ks(Ag₂CrO₄) = 1,12×10⁻¹² (2:1). Найти s.
   Ответ: s = ∛(1,12×10⁻¹²/4) = 6,54×10⁻⁵ моль/л.
3. Задача: В 0,01 M растворе K₂CrO₄ найти растворимость Ag₂CrO₄ (эффект общего иона).
   Подсказка: Ks = (2s)²·(0,01+s) ≈ 4s²·0,01 => s = √(Ks/(0,04)) = 5,29×10⁻⁶ моль/л.

Проверьте свои ответы с помощью Калькулятора молярной растворимости.