घुलनशीलता संतुलन

घुलनशीलता संतुलन एक प्रकार का गतिशील संतुलन है जो तब मौजूद होता है जब ठोस अवस्था में एक रासायनिक यौगिक उस यौगिक के समाधान (रसायन विज्ञान) के साथ रासायनिक संतुलन में होता है। पृथक्करण के साथ, या समाधान के किसी अन्य घटक जैसे एसिड या क्षार के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ ठोस अपरिवर्तित हो सकता है। प्रत्येक घुलनशीलता संतुलन को तापमान-निर्भर घुलनशीलता उत्पाद द्वारा चित्रित किया जाता है जो एक संतुलन स्थिरांक की तरह कार्य करता है। घुलनशीलता संतुलन दवा, पर्यावरण और कई अन्य परिदृश्यों में महत्वपूर्ण हैं।

परिभाषाएँ

एक घुलनशीलता संतुलन तब मौजूद होता है जब ठोस अवस्था में एक रासायनिक यौगिक यौगिक युक्त समाधान (रसायन विज्ञान) के साथ रासायनिक संतुलन में होता है। इस प्रकार का संतुलन गतिशील संतुलन का एक उदाहरण है जिसमें कुछ अलग-अलग अणु ठोस और समाधान चरणों के बीच माइग्रेट करते हैं जैसे कि विघटन (रसायन विज्ञान) और वर्षा (रसायन विज्ञान) की दर एक दूसरे के बराबर होती है। जब संतुलन स्थापित हो जाता है और ठोस पूरी तरह से भंग नहीं होता है, तो समाधान को संतृप्त कहा जाता है। संतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता को विलेयता के रूप में जाना जाता है। विलेयता की इकाइयां दाढ़ हो सकती हैं (mol dm^-3) या द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन के रूप में व्यक्त किया जाता है, जैसे μg mL^-1. घुलनशीलता तापमान पर निर्भर है। घुलनशीलता की तुलना में विलेय की उच्च सांद्रता वाले विलयन को अधिसंतृप्ति कहा जाता है। एक अतिसंतृप्ति घोल को एक बीज के अलावा संतुलन में आने के लिए प्रेरित किया जा सकता है जो विलेय का एक छोटा क्रिस्टल या एक छोटा ठोस कण हो सकता है, जो वर्षा की शुरुआत करता है।

घुलनशीलता संतुलन के तीन मुख्य प्रकार हैं।

1. सरल विघटन।
2. पृथक्करण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह लवण की विशेषता है। इस मामले में संतुलन स्थिरांक को घुलनशीलता उत्पाद के रूप में जाना जाता है।
3. आयनीकरण प्रतिक्रिया के साथ विघटन। यह अलग-अलग पीएच के जलीय मीडिया में कमजोर एसिड या कमजोर आधारों के विघटन की विशेषता है।

प्रत्येक मामले में एक संतुलन स्थिरांक को गतिविधि (रसायन विज्ञान) के भागफल के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है। यह संतुलन स्थिरांक विमाहीन है क्योंकि गतिविधि एक विमाहीन मात्रा है। हालांकि, गतिविधियों का उपयोग बहुत असुविधाजनक है, इसलिए संतुलन स्थिरांक को आमतौर पर गतिविधि गुणांक के भागफल से विभाजित किया जाता है, ताकि सांद्रता का भागफल बन सके। विवरण के लिए इक्विलिब्रियम केमिस्ट्री#इक्विलिब्रियम स्थिरांक देखें। इसके अलावा, एक ठोस की गतिविधि, परिभाषा के अनुसार, 1 के बराबर होती है, इसलिए इसे परिभाषित अभिव्यक्ति से हटा दिया जाता है।

रासायनिक संतुलन के लिए

$$\mathrm {A} _{p}\mathrm {B} _{q}\leftrightharpoons p\mathrm {A} +q\mathrm {B}$$

घुलनशीलता उत्पाद, के_sp यौगिक ए के लिए_pB_q निम्नानुसार परिभाषित किया गया है

$$K_{\mathrm {sp} }=[\mathrm {A} ]^{p}[\mathrm {B} ]^{q}$$

जहां [ए] और [बी] एक संतृप्त समाधान में ए और बी की सांद्रता हैं। एक घुलनशीलता उत्पाद की एक समान कार्यक्षमता एक संतुलन स्थिरांक के समान होती है, हालांकि औपचारिक रूप से K_sp (एकाग्रता) का आयाम है^{पी+क्यू}.

परिस्थितियों का प्रभाव

तापमान प्रभाव

घुलनशीलता तापमान में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील है। उदाहरण के लिए, चीनी ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी में अधिक घुलनशील होती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि घुलनशीलता उत्पाद, जैसे अन्य प्रकार के संतुलन स्थिरांक, तापमान के कार्य होते हैं। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, जब विघटन प्रक्रिया एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया (गर्मी अवशोषित होती है) होती है, तो बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता बढ़ जाती है। यह प्रभाव पुनर्संरचना (रसायन विज्ञान) की प्रक्रिया का आधार है, जिसका उपयोग रासायनिक यौगिक को शुद्ध करने के लिए किया जा सकता है। जब विघटन एक्ज़ोथिर्मिक होता है (गर्मी जारी होती है) बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता कम हो जाती है।

सोडियम सल्फेट लगभग 32.4 °C से नीचे के तापमान के साथ बढ़ती घुलनशीलता दिखाता है, लेकिन उच्च तापमान पर घटती घुलनशीलता। ऐसा इसलिए है क्योंकि ठोस चरण डिकाहाइड्रेट है (Na
₂SO
₄·10H
₂O) संक्रमण तापमान के नीचे, लेकिन उस तापमान के ऊपर एक अलग हाइड्रेट।

एक आदर्श समाधान (कम घुलनशीलता वाले पदार्थों के लिए प्राप्त) के लिए घुलनशीलता के तापमान पर निर्भरता निम्नलिखित अभिव्यक्ति द्वारा दी जाती है जिसमें पिघलने की तापीय धारिता होती है, Δ_mएच, और तिल अंश $x_{i}$ संतृप्ति पर विलेय का:

$$\left({\frac {\partial \ln x_{i}}{\partial T}}\right)_{P}={\frac {{\bar {H}}_{i,\mathrm {aq} }-H_{i,\mathrm {cr} }}{RT^{2}}}$$

कहाँ ${\bar {H}}_{i,\mathrm {aq} }$ अनंत कमजोर पड़ने पर विलेय की आंशिक दाढ़ तापीय धारिता है और $H_{i,\mathrm {cr} }$ शुद्ध क्रिस्टल की एन्थैल्पी प्रति मोल। गैर-इलेक्ट्रोलाइट के लिए यह अंतर अभिव्यक्ति तापमान अंतराल पर देने के लिए एकीकृत किया जा सकता है:

$$\ln x_{i}={\frac {\Delta _{m}H_{i}}{R}}\left({\frac {1}{T_{f}}}-{\frac {1}{T}}\right)$$

गैर-आदर्श समाधानों के लिए तापमान के संबंध में डेरिवेटिव में मोल अंश विलेयता के बजाय संतृप्ति पर विलेय की गतिविधि प्रकट होती है:

$$\left({\frac {\partial \ln a_{i}}{\partial T}}\right)_{P}={\frac {H_{i,\mathrm {aq} }-H_{i,\mathrm {cr} }}{RT^{2}}}$$

आम-आयन प्रभाव

आम-आयन प्रभाव एक नमक की घटी हुई घुलनशीलता का प्रभाव है, जब एक अन्य नमक जिसमें आयन होता है, वह भी मौजूद होता है। उदाहरण के लिए, सिल्वर क्लोराइड, AgCl की घुलनशीलता कम हो जाती है, जब सोडियम क्लोराइड, सामान्य आयन क्लोराइड का एक स्रोत, पानी में AgCl के निलंबन में जोड़ा जाता है।

$$\mathrm {AgCl(s)\leftrightharpoons Ag^{+}(aq)+Cl^{-}(aq)}$$

सामान्य आयन की अनुपस्थिति में विलेयता, S, की गणना निम्नानुसार की जा सकती है। सांद्रता [एजी⁺] और [सीएल⁻] बराबर हैं क्योंकि AgCl का एक मोल Ag के एक मोल में वियोजित हो जाएगा⁺ और Cl का एक मोल-</सुप>. [एजी की एकाग्रता दें⁺(aq)] को x से प्रदर्शित करें। तब

$$K_{\mathrm {sp} }=\mathrm {[Ag^{+}][Cl^{-}]} =x^{2}$$

$${\text{Solubility}}=\mathrm {[Ag^{+}]=[Cl^{-}]} =x={\sqrt {K_{\mathrm {sp} }}}$$

K_sp के लिए AgCl के बराबर है 1.77×10⁻¹⁰ mol² dm⁻⁶ 25 डिग्री सेल्सियस पर, तो घुलनशीलता है 1.33×10⁻⁵ mol dm⁻³.

अब मान लीजिए कि 0.01 mol dm की सांद्रता पर सोडियम क्लोराइड भी मौजूद है⁻³ = 0.01 M. सोडियम आयनों के किसी भी संभावित प्रभाव को नज़रअंदाज़ करके विलेयता की अब गणना की जाती है

$$K_{\mathrm {sp} }=\mathrm {[Ag^{+}][Cl^{-}]} =x(0.01\,{\text{M}}+x)$$

यह x में एक द्विघात समीकरण है, जो विलेयता के बराबर भी है।

$$x^{2}+0.01\,{\text{M}}\,x-K_{sp}=0$$

सिल्वर क्लोराइड के मामले में, x² 0.01 M x से बहुत छोटा है, इसलिए पहले पद की उपेक्षा की जा सकती है। इसलिए

$${\text{Solubility}}=\mathrm {[Ag^{+}]} =x={\frac {K_{\mathrm {sp} }}{0.01\,{\text{M}}}}=\mathrm {1.77\times 10^{-8}\,mol\,dm^{-3}}$$

से काफी कमी 1.33×10⁻⁵ mol dm⁻³. चांदी के गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण में, सामान्य आयन प्रभाव के कारण घुलनशीलता में कमी का उपयोग AgCl की पूर्ण अवक्षेपण सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।

कण आकार प्रभाव

थर्मोडायनामिक घुलनशीलता स्थिरांक को बड़े मोनोक्रिस्टल के लिए परिभाषित किया गया है। अतिरिक्त सतह ऊर्जा के कारण विलेय कण (या छोटी बूंद) के घटते आकार के साथ विलेयता बढ़ेगी। यह प्रभाव आम तौर पर छोटा होता है जब तक कण बहुत छोटे नहीं हो जाते, आमतौर पर 1 माइक्रोन से छोटे होते हैं। विलेयता स्थिरांक पर कण आकार के प्रभाव को निम्नानुसार परिमाणित किया जा सकता है:

$$\log(^{*}K_{A})=\log(^{*}K_{A\to 0})+{\frac {\gamma A_{\mathrm {m} }}{3.454RT}}$$

जहां *के_Aदाढ़ सतह क्षेत्र A, *K के साथ विलेय कणों के लिए विलेयता स्थिरांक है_A→0 दाढ़ सतह क्षेत्र के साथ पदार्थ के लिए घुलनशीलता स्थिरांक शून्य है (अर्थात, जब कण बड़े होते हैं), γ विलायक में विलेय कण का सतही तनाव है, ए_m विलेय का दाढ़ सतह क्षेत्र है (मी में^{2/sup>/mol), R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, और T परम तापमान है।}

नमक प्रभाव

नमक प्रभाव (में नमकीन बनाना एंड अलग कर रहा है) इस तथ्य को संदर्भित करता है कि एक नमक की उपस्थिति जिसका विलेय के साथ सामान्य आयन प्रभाव होता है, का समाधान की आयनिक शक्ति पर प्रभाव पड़ता है और इसलिए गतिविधि गुणांक पर, ताकि संतुलन स्थिरांक व्यक्त किया जा सके एकाग्रता भागफल के रूप में, बदलता है।

चरण प्रभाव

संतुलन को विशिष्ट क्रिस्टल चरण (पदार्थ) के लिए परिभाषित किया गया है। इसलिए, ठोस के चरण के आधार पर घुलनशीलता उत्पाद भिन्न होने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, एंरेगोनाइट और केल्साइट के अलग-अलग घुलनशीलता उत्पाद होंगे, भले ही उनके पास एक ही रासायनिक पहचान (कैल्शियम कार्बोनेट) हो। किसी भी परिस्थिति में एक चरण दूसरे की तुलना में थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर होगा; इसलिए, यह चरण तब बनेगा जब थर्मोडायनामिक संतुलन स्थापित हो जाएगा। हालांकि, काइनेटिक कारक प्रतिकूल अवक्षेपण (जैसे अर्गोनाइट) के गठन का पक्ष ले सकते हैं, जिसे तब मेटास्टेबल अवस्था में कहा जाता है।

फार्माकोलॉजी में, मेटास्टेबल राज्य को कभी-कभी अनाकार राज्य कहा जाता है। क्रिस्टल जाली में निहित लंबी दूरी की बातचीत की अनुपस्थिति के कारण अनाकार दवाओं में उनके क्रिस्टलीय समकक्षों की तुलना में उच्च घुलनशीलता होती है। इस प्रकार, अनाकार चरण में अणुओं को घोलने में कम ऊर्जा लगती है। विलेयता पर अनाकार चरण के विवो सुपरसेटेशन में व्यापक रूप से दवाओं को अधिक घुलनशील बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

दबाव प्रभाव

संघनित चरणों (ठोस और तरल पदार्थ) के लिए, घुलनशीलता की दबाव निर्भरता आमतौर पर कमजोर होती है और आमतौर पर व्यवहार में उपेक्षित होती है। एक आदर्श समाधान मानते हुए, निर्भरता को इस प्रकार निर्धारित किया जा सकता है:

$$\left({\frac {\partial \ln x_{i}}{\partial P}}\right)_{T}=-{\frac {{\bar {V}}_{i,\mathrm {aq} }-V_{i,\mathrm {cr} }}{RT}}$$

कहाँ $x_{i}$ का मोल अंश है $i$समाधान में -th घटक, $P$ दबाव है, $T$ परम तापमान है, ${\bar {V}}_{i,{\text{aq}}}$ का आंशिक मोलर आयतन है $i$समाधान में वें घटक, $V_{i,{\text{cr}}}$ का आंशिक मोलर आयतन है $i$घुलने वाले ठोस में वें घटक, और $R$ सार्वत्रिक गैस नियतांक है। घुलनशीलता की दबाव निर्भरता का कभी-कभी व्यावहारिक महत्व होता है। उदाहरण के लिए, कैल्शियम सल्फेट (जो दबाव में कमी के साथ इसकी घुलनशीलता को कम करता है) द्वारा तेल क्षेत्रों और कुओं के दूषित होने से समय के साथ उत्पादकता में कमी आ सकती है।

मात्रात्मक पहलू

सरल विघटन

एक कार्बनिक ठोस के विघटन को उसके ठोस और घुलित रूपों में पदार्थ के बीच संतुलन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब सुक्रोज (टेबल शुगर) एक संतृप्त घोल बनाता है

$$\mathrm {C_{12}H_{22}O_{11}(s)\leftrightharpoons C_{12}H_{22}O_{11}(aq)}$$

इस प्रतिक्रिया के लिए एक संतुलन अभिव्यक्ति लिखी जा सकती है, जैसा कि किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए होता है (अभिकारकों पर उत्पाद):

$$K^{\ominus }={\frac {\left\{\mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}(aq)} \right\}}{\left\{\mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}(s)} \right\}}}$$

जहां के^o को थर्मोडायनामिक घुलनशीलता स्थिरांक कहा जाता है। ब्रेसिज़ गतिविधि (रसायन विज्ञान) का संकेत देते हैं। एक शुद्ध ठोस की गतिविधि, परिभाषा के अनुसार, एकता है। इसलिए

$$K^{\ominus }=\left\{\mathrm {{C}_{12}{H}_{22}{O}_{11}(aq)} \right\}$$

एक पदार्थ की गतिविधि, ए, समाधान में एकाग्रता के उत्पाद के रूप में व्यक्त की जा सकती है, [ए], और एक गतिविधि गुणांक, γ। जब के^o को γ, विलेयता स्थिरांक, K से विभाजित किया जाता है_s,

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

प्राप्त होना। यह मानक स्थिति को संतृप्त समाधान के रूप में परिभाषित करने के बराबर है ताकि गतिविधि गुणांक एक के बराबर हो। विलेयता स्थिरांक केवल एक वास्तविक स्थिरांक है यदि गतिविधि गुणांक किसी अन्य विलेय की उपस्थिति से प्रभावित नहीं होता है जो मौजूद हो सकता है। घुलनशीलता स्थिरांक की इकाई विलेय की सांद्रता की इकाई के समान होती है। सुक्रोज के लिए के_s= 1.971 मोल डीएम⁻³ 25 डिग्री सेल्सियस पर। इससे पता चलता है कि 25 डिग्री सेल्सियस पर सुक्रोज की घुलनशीलता लगभग 2 मोल डीएम है⁻³ (540 जी/एल)। सुक्रोज इस मायने में असामान्य है कि यह आसानी से उच्च सांद्रता पर सुपरसैचुरेटेड घोल नहीं बनाता है, जैसा कि अधिकांश अन्य कार्बोहाइड्रेट करते हैं।

पृथक्करण के साथ विघटन

आयनिक यौगिक आमतौर पर पानी में घुलने पर उनके घटक आयनों में विघटन (रसायन) होता है। उदाहरण के लिए, सिल्वर क्लोराइड के लिए: <केम डिस्प्ले= ब्लॉक>एजीसीएल_{(एस)} <=> एजी^+_{(एक्यू)} {} + सीएल^-_{(एक्यू)} </केम> इस प्रतिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक की अभिव्यक्ति है:

$$K^{\ominus }={\frac {\left\{{\ce {Ag+}}_{{\ce {(aq)}}}\right\}\left\{{\ce {Cl-}}_{{\ce {(aq)}}}\right\}}{\left\{{\ce {AgCl_{(s)}}}\right\}}}=\left\{{\ce {Ag+}}_{{\ce {(aq)}}}\right\}\left\{{\ce {Cl-}}_{{\ce {(aq)}}}\right\}$$

कहाँ $K^{\ominus }$ थर्मोडायनामिक संतुलन स्थिरांक है और ब्रेसिज़ गतिविधि का संकेत देते हैं। शुद्ध ठोस की गतिविधि, परिभाषा के अनुसार, एक के बराबर होती है।

जब नमक की विलेयता बहुत कम होती है तो विलयन में आयनों के सक्रियता गुणांक लगभग एक के बराबर होते हैं। उन्हें वास्तव में एक के बराबर सेट करके यह अभिव्यक्ति घुलनशीलता उत्पाद अभिव्यक्ति को कम कर देती है:

$$K_{{\ce {sp}}}=[{\ce {Ag+}}][{\ce {Cl-}}]=[{\ce {Ag+}}]^{2}=[{\ce {Cl-}}]^{2}.$$

2:2 और 3:3 लवणों के लिए, जैसे CaSO₄ और एफईपीओ₄, घुलनशीलता उत्पाद के लिए सामान्य अभिव्यक्ति 1:1 इलेक्ट्रोलाइट के समान है

$$\mathrm {AB} \leftrightharpoons \mathrm {A} ^{p+}+\mathrm {B} ^{p-}$$

$K_{sp}=\mathrm {[A][B]} =\mathrm {[A]^{2}} =\mathrm {[B]^{2}}$ (विद्युत आवेशों को सामान्य भावों में छोड़ दिया जाता है, अंकन की सरलता के लिए)

सीए (ओएच) जैसे असममित नमक के साथ₂ विलेयता व्यंजक द्वारा दिया जाता है

$${\ce {Ca(OH)_2 <=> {Ca}^{2+}+ 2OH^-}}$$

$$K_{sp}={\ce {[Ca]}}{\ce {[OH]}}^{2}$$

चूँकि हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता कैल्शियम आयनों की सांद्रता से दोगुनी होती है, इसलिए यह कम हो जाती है $\mathrm {K_{sp}=4[Ca]^{3}}$ सामान्य तौर पर, रासायनिक संतुलन के साथ

$${\ce {A}}_{p}{\ce {B}}_{q}~{\ce {\leftrightharpoons }}~p{\ce {A}}^{n+}+q{\ce {B}}^{m-}$$

$${\ce {[B]}}={\frac {q}{p}}{\ce {[A]}}$$

और निम्न तालिका, एक यौगिक की विलेयता और उसके विलेयता उत्पाद के मूल्य के बीच के संबंध को दर्शाती है, प्राप्त की जा सकती है।

Salt	p	q	Solubility, S
AgCl Ca(SO4) Fe(PO4)	1	1	√Ksp
Na2(SO4) Ca(OH)2	2 1	1 2	${\sqrt[{3}]{K_{{\ce {sp}}} \over 4}}$
Na3(PO4) FeCl3	3 1	1 3	${\sqrt[{4}]{K_{{\ce {sp}}} \over 27}}$
Al2(SO4)3 Ca3(PO4)2	2 3	3 2	${\sqrt[{5}]{K_{{\ce {sp}}} \over 108}}$
Mp(An)q	p	q	${\sqrt[{p+q}]{K_{{\ce {sp}}} \over p^{p}q^{q}}}$

घुलनशीलता उत्पादों को अक्सर लघुगणकीय रूप में व्यक्त किया जाता है। इस प्रकार, कैल्शियम सल्फेट के साथ K_sp = 4.93×10⁻⁵ mol² dm⁻⁶, log K_sp = −4.32. K का मान जितना छोटा होगा_sp, या लॉग मान जितना अधिक ऋणात्मक होगा, विलेयता उतनी ही कम होगी।

कुछ लवण विलयन में पूर्णतः वियोजित नहीं होते हैं। उदाहरणों में शामिल हैं मैग्नीशियम सल्फेट|MgSO₄, प्रसिद्ध रूप से मैनफ्रेड ईजेन द्वारा समुद्री जल में एक आंतरिक क्षेत्र परिसर और एक आयन संघ दोनों के रूप में मौजूद होने के लिए खोजा गया। ऐसे लवणों की विलेयता की गणना अभिक्रिया के साथ #विघटन में उल्लिखित विधि द्वारा की जाती है।

हाइड्रॉक्साइड्स

धातु आयन, एम के हाइड्रॉक्साइड के लिए घुलनशीलता उत्पादⁿ⁺, आमतौर पर निम्नानुसार परिभाषित किया जाता है:

$$\mathrm {M(OH)_{n}\leftrightharpoons \mathrm {M^{n+}+nOH^{-}} }$$

$$K_{sp}=\mathrm {[M^{n+}][OH^{-}]^{n}}$$

हालांकि, सामान्य प्रयोजन के कंप्यूटर प्रोग्राम वैकल्पिक परिभाषाओं के साथ हाइड्रोजन आयन सांद्रता का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

$$\mathrm {M(OH)_{n}+nH^{+}\leftrightharpoons M^{n+}+nH_{2}O}$$

$$K_{\text{sp}}^{*}=\mathrm {[M^{n+}][H^{+}]^{-n}}$$

हाइड्रॉक्साइड्स के लिए, घुलनशीलता उत्पादों को अक्सर संशोधित रूप में दिया जाता है, K*_spहाइड्रॉक्साइड आयन सांद्रता के स्थान पर हाइड्रोजन आयन सांद्रता का उपयोग करना। दो मूल्य पानी के स्व-आयनीकरण से संबंधित हैं। पानी के लिए स्व-आयनीकरण स्थिरांक, के_w.

$$K_{\mathrm {w} }=[\mathrm {H^{+}} ][\mathrm {OH^{-}} ]$$

$$K_{\text{sp}}^{*}={\frac {K_{\text{sp}}}{(K_{\text{w}})^{n}}}$$

$$\log K_{\text{sp}}^{*}=\log K_{\text{sp}}-n\log K_{\text{w}}$$

उदाहरण के लिए, परिवेश के तापमान पर, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के लिए, Ca(OH)₂, एलजी के_sp सीए है। -5 और एलजी के*_sp ≈ −5 + 2 × 14 ≈ 23.

प्रतिक्रिया के साथ विघटन

जब सिल्वर क्लोराइड के निलंबन में अमोनिया का एक सांद्र घोल मिलाया जाता है, तो यह घुल जाता है क्योंकि Ag का एक परिसर⁺ बनता है

विघटन के साथ एक विशिष्ट प्रतिक्रिया में एक कमजोर आधार, बी, एक अम्लीय जलीय घोल में घुलना शामिल है।

$$\mathrm {B} \mathrm {(s)} +\mathrm {H} ^{+}\mathrm {(aq)} \leftrightharpoons \mathrm {BH} ^{+}(\mathrm {aq)}$$

यह प्रतिक्रिया फार्मास्युटिकल उत्पादों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। क्षारीय माध्यम में दुर्बल अम्लों का विलयन भी इसी प्रकार महत्वपूर्ण है।

$$\mathrm {HA(s)+OH^{-}(aq)\leftrightharpoons A^{-}(aq)+H_{2}O}$$

अनावेशित अणु में आमतौर पर आयनिक रूप की तुलना में कम घुलनशीलता होती है, इसलिए विलेयता pH और विलेय के अम्ल पृथक्करण स्थिरांक पर निर्भर करती है। अम्ल या क्षार की अनुपस्थिति में अआयनित रूप की घुलनशीलता का वर्णन करने के लिए आंतरिक विलेयता शब्द का उपयोग किया जाता है।

अम्ल वर्षा द्वारा चट्टानों और मिट्टी से एल्यूमीनियम लवणों का निक्षालन प्रतिक्रिया के साथ विघटन का एक और उदाहरण है: alumino-सिलिकेट ्स ऐसे आधार हैं जो एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके घुलनशील प्रजातियों का निर्माण करते हैं, जैसे अल³⁺(एक्यू).

एक रासायनिक परिसर (रसायन विज्ञान) का निर्माण भी विलेयता को बदल सकता है। एक प्रसिद्ध उदाहरण सिल्वर क्लोराइड के निलंबन के लिए अमोनिया के एक केंद्रित समाधान को जोड़ना है, जिसमें एक अमाइन कॉम्प्लेक्स के गठन से विघटन का पक्ष लिया जाता है।

$$\mathrm {AgCl(s)+2NH_{3}(aq)\leftrightharpoons [Ag(NH_{3})_{2}]^{+}(aq)+Cl^{-}(aq)}$$

जब सिल्वर क्लोराइड के निलंबन में पर्याप्त अमोनिया मिलाई जाती है, तो ठोस घुल जाता है। साबुन के मैल के निर्माण को रोकने के लिए वाशिंग पाउडर में पानी सॉफ़्नर मिलाना व्यावहारिक महत्व का एक उदाहरण प्रदान करता है।

प्रायोगिक निर्धारण

घुलनशीलता का निर्धारण कठिनाइयों से भरा होता है।सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण यह स्थापित करने में कठिनाई है कि सिस्टम चुने हुए तापमान पर संतुलन में है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वर्षा और विघटन प्रतिक्रिया दोनों ही बेहद धीमी हो सकती हैं। यदि प्रक्रिया बहुत धीमी है तो विलायक वाष्पीकरण एक मुद्दा हो सकता है। अतिसंतृप्ति हो सकती है। बहुत अघुलनशील पदार्थों के साथ, समाधान में सांद्रता बहुत कम होती है और इसे निर्धारित करना मुश्किल होता है। उपयोग की जाने वाली विधियाँ मोटे तौर पर दो श्रेणियों में आती हैं, स्थिर और गतिशील।

स्थैतिक तरीके

स्थैतिक तरीकों में एक मिश्रण को संतुलन में लाया जाता है और रासायनिक विश्लेषण द्वारा समाधान चरण में एक प्रजाति की एकाग्रता निर्धारित की जाती है। इसके लिए आमतौर पर ठोस और समाधान चरणों को अलग करने की आवश्यकता होती है। ऐसा करने के लिए एक थर्मोस्टेट वाले कमरे में संतुलन और पृथक्करण किया जाना चाहिए। ठोस चरण में एक रेडियोधर्मी अनुरेखक शामिल होने पर बहुत कम सांद्रता को मापा जा सकता है।

स्थैतिक विधि का एक रूपांतर एक जलीय बफर समाधान मिश्रण में एक गैर-जलीय विलायक, जैसे डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड में पदार्थ का एक समाधान जोड़ना है। तुरंत वर्षा हो सकती है जिससे एक मेघाच्छादित मिश्रण बन सकता है। इस तरह के मिश्रण के लिए मापी गई घुलनशीलता को गतिज घुलनशीलता के रूप में जाना जाता है। मेघाच्छादन इस तथ्य के कारण होता है कि अवक्षेप कण बहुत छोटे होते हैं जिसके परिणामस्वरूप टिंडल का प्रकीर्णन होता है। वास्तव में कण इतने छोटे होते हैं कि #कण आकार प्रभाव खेल में आता है और गतिज घुलनशीलता अक्सर संतुलन घुलनशीलता से अधिक होती है। समय के साथ-साथ स्फटिकों के आकार में वृद्धि के साथ बादल गायब हो जाएगा, और अंतत: संतुलन उम्र बढ़ने के रूप में जाने वाली प्रक्रिया में संतुलन तक पहुंच जाएगा।

गतिशील तरीके

कार्बनिक अम्लों, क्षारों, और फार्मास्युटिकल रुचि के एम्फ़ोलिट्स के विलेयता मान एक प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किए जा सकते हैं जिसे चेज़िंग इक्विलिब्रियम सॉल्यूबिलिटी कहा जाता है। इस प्रक्रिया में, पदार्थ की एक मात्रा को पहले पीएच में घोला जाता है जहां यह मुख्य रूप से अपने आयनित रूप में मौजूद होता है और फिर पीएच को बदलकर तटस्थ (अन-आयनित) प्रजातियों का एक अवक्षेप बनता है। इसके बाद, वर्षा या विघटन के कारण पीएच के परिवर्तन की दर पर नजर रखी जाती है और दो दरों के बराबर होने पर संतुलन की स्थिति का पता लगाने के लिए पीएच को समायोजित करने के लिए मजबूत एसिड और बेस टाइट्रेंट को जोड़ा जाता है। इस विधि का लाभ यह है कि यह अपेक्षाकृत तेज़ है क्योंकि बनने वाले अवक्षेप की मात्रा काफी कम होती है। हालाँकि, विधि का प्रदर्शन सुपरसैचुरेटेड समाधानों के निर्माण से प्रभावित हो सकता है।

यह भी देखें

• घुलनशीलता तालिका: 0 और 100 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर अधिकतर अकार्बनिक लवणों की घुलनशीलता की तालिका।
• सॉल्वेंट मॉडल

बाहरी संबंध

• Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. Section 6.9: Solubilities of ionic salts. Includes a discussion of the thermodynamics of dissolution.
• IUPAC–NIST solubility database
• Solubility products of simple inorganic compounds
• Solvent activity along a saturation line and solubility
• 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).

A number of computer programs are available to do the calculations. They include:

• CHEMEQL: A comprehensive computer program for the calculation of thermodynamic equilibrium concentrations of species in homogeneous and heterogeneous systems. Many geochemical applications.
• JESS: All types of chemical equilibria can be modelled including protonation, complex formation, redox, solubility and adsorption interactions. Includes an extensive database.
• MINEQL+: A chemical equilibrium modeling system for aqueous systems. Handles a wide range of pH, redox, solubility and sorption scenarios.
• PHREEQC: USGS software designed to perform a wide variety of low-temperature aqueous geochemical calculations, including reactive transport in one dimension.
• MINTEQ: A chemical equilibrium model for the calculation of metal speciation, solubility equilibria etc. for natural waters.
• WinSGW: A Windows version of the SOLGASWATER computer program.