溶解平衡

溶解平衡是一種動態平衡，當處于固態的化合物與該化合物的溶液處于化學平衡時存在。 固體可能會原樣溶解、解離或與溶液的另一種成分發生化學反應。 每個溶解度平衡的特征是依賴于溫度的溶解度積，其功能類似于平衡常數。 溶解度平衡在制藥、環境和許多其他情況下很重要。

當固態化合物與含有該化合物的溶液處于化學平衡時，存在溶解度平衡。 這種類型的平衡是動態平衡的一個例子，因為一些單獨的分子在固相和溶液相之間遷移，使得溶解和沉淀的速率彼此相等。 當建立平衡且固體尚未全部溶解時，溶液被稱為飽和。 飽和溶液中溶質的濃度稱為溶解度。 溶解度的單位可以是摩爾 (mol dm?3) 或表示為每單位體積的質量，例如 μg mL?1。 溶解度取決于溫度。 溶質濃度高于溶解度的溶液稱為過飽和溶液。 過飽和溶液可以通過添加晶種來達到平衡，晶種可以是溶質的微小晶體，也可以是微小的固體顆粒，它會引發沉淀。

存在三種主要類型的溶解度平衡。

• 簡單溶解。
• 溶解與解離反應。 這是鹽的特征。 在這種情況下，平衡常數稱為溶度積。
• 溶解與電離反應。 這是弱酸或弱堿在不同pH值的水介質中溶解的特征。

在每種情況下，平衡常數都可以指定為活動商。 該平衡常數是無量綱的，因為活動是無量綱的量。 但活度使用起來很不方便，所以通常用平衡常數除以活度系數商，得到濃度商。 有關詳細信息，請參見平衡化學#平衡常數。 此外，根據定義，固體的活度等于 1，因此從定義表達式中省略。

溶解度對溫度變化很敏感。 例如，糖在熱水中比在冷水中更易溶解。 它的發生是因為溶度積與其他類型的平衡常數一樣，是溫度的函數。 根據勒夏特列原理，當溶解過程是吸熱的（吸收熱量）時，溶解度隨溫度升高而增加。 這種效應是重結晶過程的基礎，可用于純化化合物。 當溶解是放熱的（釋放熱量）時，溶解度會隨著溫度升高而降低。 硫酸鈉的溶解度隨溫度低于約 32.4 °C 而增加，但在較高溫度下溶解度降低。 這是因為固相是十水合物(Na_{2SO4·10H2O)低于轉變溫度，但不同 水合物高于該溫度。}