Producto de solubilidad

El producto de solubilidad K_sol o K_s (antiguamente denominado K_ps) de un compuesto iónico es el producto de las concentraciones molares (de equilibrio) de los iones constituyentes, cada una elevada a la potencia del coeficiente estequiométrico en la ecuación de equilibrio:

${\displaystyle {\ce {C}}_{m}{\ce {A}}_{n}\rightleftharpoons m{\ce {C}}^{n+}+n{\ce {A}}^{m-}}$

Donde ${\displaystyle {\rm {C}}}$ representa a un catión, ${\displaystyle {\rm {A}}}$ a un anión y ${\displaystyle m}$ y ${\displaystyle n}$ son sus respectivos índices estequiométricos. Por tanto, atendiendo a su definición, su producto de solubilidad se representará como:

${\displaystyle K_{\rm {sol}}=[\mathrm {C} ^{n+}]^{m}\cdot [\mathrm {A} ^{m-}]^{n}}$

En caso de una disolución en la que se conocen los valores de

• ${\displaystyle [\mathrm {C} ^{n+}]}$: la concentración del catión.
• ${\displaystyle [\mathrm {A} ^{m-}]}$: la concentración del anión.
• ${\displaystyle n}$ y ${\displaystyle m}$: los respectivos coeficientes estequiométricos.

Para cualquier disolución (no es necesario que esté en equilibrio) podemos establecer el producto iónico Q como:

${\displaystyle Q=[\mathrm {C} ^{n+}]^{m}\cdot [\mathrm {A} ^{m-}]^{n}}$

En caso de una disolución en la que se conocen los valores de concentración de los iones en disolución podremos obtener el producto iónico Q y compararlo con el valor del producto de solubilidad, que es una constante, así:

• Si ${\displaystyle Q>K_{\rm {sol}}}$, la disolución está sobresaturada.
• Si ${\displaystyle Q<K_{\rm {sol}}}$, la disolución está insaturada.
• Si ${\displaystyle Q=K_{\rm {sol}}}$, la disolución está saturada.

El valor de ${\displaystyle K_{\rm {sol}}}$ indica la solubilidad de un compuesto iónico, es decir, cuanto menor sea su valor menos soluble será el compuesto. También es fácilmente observable que si aumentamos la concentración de uno de los componentes o iones (por ejemplo, añadiendo una sustancia que al disociarse produce ese mismo ion) y alcanzamos de nuevo el equilibrio, la concentración del otro ion se verá disminuida (lo que se conoce como efecto ion común).

Hay dos formas de expresar la solubilidad de una sustancia: como solubilidad molar, número de moles de soluto en un litro de una disolución saturada (mol/L); y como solubilidad, número de gramos de soluto en un litro de una disolución saturada (g/L). Todo esto ha de calcularse teniendo en cuenta una temperatura que ha de permanecer constante y que suele ser la indicada en las condiciones estándar o de laboratorio (P = 101 kPa, T = 25 °C).