KWALIFIKACJA CHM4 - CZERWIEC 2024

PYTANIE NR 4.
Iloczyn rozpuszczalności trudno rozpuszczalnego związku Ca3(PO4)2 wyrażony jest równaniem:
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Iloczyn rozpuszczalności zapisuje się na podstawie równania: Ca3(PO4)2(s) ⇄ 3Ca2+ + 2PO43−. Wykładniki w wyrażeniu Kso są równe współczynnikom stechiometrycznym jonów, więc otrzymuje się [Ca2+]3·[PO43−]2.

Pełne wyjaśnienie:

Iloczyn rozpuszczalności (często zapisywany jako Kso lub Ksp) opisuje stan równowagi między ciałem stałym a jonami w roztworze nasyconym. Kluczowy krok to poprawne zapisanie równania rozpuszczania trudno rozpuszczalnej soli.

Dla fosforanu wapnia Ca3(PO4)2 równanie dysocjacji w wodzie ma postać:
Ca3(PO4)2(s) ⇄ 3Ca2+(aq) + 2PO43−(aq).

Z tego wynika reguła zapisu K: w wyrażeniu na iloczyn rozpuszczalności umieszcza się stężenia jonów (w uproszczeniu) podniesione do potęg równych współczynnikom stechiometrycznym z równania. Dlatego poprawny zapis to:
Kso = [Ca2+]3 · [PO43−]2.

Dlaczego pozostałe propozycje są niepoprawne?

  • Wariant z jonami Ca3+ i PO42− zawiera błędne ładunki jonów. W typowym zapisie jonowym wapń występuje jako Ca2+, a fosforan jako PO43−.
  • Wariant [Ca2+]·[PO43−] pomija potęgi 3 i 2, czyli ignoruje stechiometrię rozpuszczania, przez co nie odpowiada prawu działania mas dla tej reakcji.
  • Wariant z mnożnikami 3 i 2 przed stężeniami myli współczynniki reakcji z wykładnikami. W Kso nie wpisuje się współczynników jako mnożników, tylko jako potęgi.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw zapisz równanie "sól stała ⇄ jony", sprawdź ładunki jonów, a dopiero potem przepisz współczynniki jako wykładniki w wyrażeniu K.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Iloczyn rozpuszczalności to stała równowagi opisująca rozpuszczanie trudno rozpuszczalnej soli. Dla reakcji typu MxAy(s) ⇄ xMn+ + yAm− ma postać iloczynu stężeń jonów podniesionych do potęg x i y.
Należy rozpisać sól na jony zgodnie ze stechiometrią i ładunkami: Ca3(PO4)2(s) ⇄ 3Ca2+(aq) + 2PO43−(aq). Z tego równania bezpośrednio bierze się wykładniki do zapisu Kso.
Potęgi wynikają ze współczynników stechiometrycznych jonów w równaniu równowagi. Skoro z jednej jednostki soli powstają 3 jony Ca2+ i 2 jony PO43−, to w wyrażeniu Kso stężenia tych jonów są podniesione odpowiednio do 3 i 2.
Nie. Aktywność czystego ciała stałego w zapisie stałej równowagi przyjmuje się jako 1, więc nie pojawia się w Kso. W praktyce w wyrażeniu zostają tylko składniki zmienne: stężenia (lub dokładniej aktywności) jonów w roztworze.
Najczęściej: (1) pomijanie wykładników i wpisywanie prostego iloczynu stężeń, (2) mylenie ładunków jonów, (3) wpisywanie współczynników jako mnożników zamiast potęg, (4) przepisywanie indeksów ze wzoru bez sprawdzenia równania dysocjacji.
Nie, to błąd. W stałej równowagi współczynniki stechiometryczne przechodzą na wykładniki potęg, a nie na mnożniki. Poprawny schemat to [Ca2+]3·[PO43−]2, wynikający z równania rozpuszczania soli.
Nawiasy kwadratowe oznaczają stężenie molowe danego jonu w roztworze (mol/dm3). W bardziej ścisłym ujęciu termodynamicznym zamiast stężeń stosuje się aktywności, ale w zadaniach szkolnych i egzaminacyjnych zwykle używa się zapisu ze stężeniami.
Warto skontrolować bilans ładunków: 3 jony Ca2+ dają łącznie +6, a 2 jony PO43− dają łącznie −6. Suma wynosi 0, więc zapis jonów jest spójny. Taka kontrola szybko wyłapuje pomyłki typu Ca3+ lub PO42−.
Kso wykorzystuje się przy przewidywaniu strącania osadów i doborze warunków rozdzielania jonów, np. w analizie jakościowej (reakcje strąceniowe) oraz w analizie ilościowej metodą wagową. Pozwala ocenić, czy przy danych stężeniach jonów dojdzie do wytrącenia soli.
Ćwicz schemat: (1) zapisz równanie rozpuszczania soli, (2) sprawdź ładunki jonów i bilans, (3) przepisz współczynniki jako wykładniki w Kso, (4) dopiero potem podstawiaj dane liczbowe, jeśli są. Pomaga też trening na kilku solach o różnych indeksach.
info

Statystycznie 52% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Iloczyn rozpuszczalności zapisuje się na podstawie równania: Ca3(PO4)2(s) ⇄ 3Ca2+ + 2PO43−."

Źródła:

  • IUPAC Gold Book: "solubility product" (definicja i idea stałej), https://goldbook.iupac.org/terms/view/S05724 (dostęp: 2026-03-01)
  • ChemLibreTexts: "Solubility Product Constant, Ksp" (zapis Ksp jako iloczyn stężeń z wykładnikami stechiometrycznymi), https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Analytical_Chemistry_2.1_(Harvey)/06%3A_Equilibrium_Chemistry/6.02%3A_Solubility_Equilibria (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (en): "Solubility product" (opis ogólnej postaci wyrażenia dla soli MxAy), https://en.wikipedia.org/wiki/Solubility_product (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik chemii ogólnej: rozdział o równowagach w roztworach i Ksp/Kso
  • Zadania rachunkowe i koncepcyjne z iloczynu rozpuszczalności (bez i z uwzględnieniem stechiometrii)
  • Materiały dydaktyczne z analizy jakościowej: strącanie i rola Ksp

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego