La solubilità molare (M) è una misura della capacità di un composto, chiamato soluto, di dissolversi in una sostanza specifica, chiamata solvente. Nello specifico, è il numero massimo di moli di un soluto che sono in grado di dissolversi in un litro di solvente, quindi la solubilità molare è misurata come moli/L. Quando il numero di moli disciolte in un litro di solvente è uguale alla solubilità molare, si dice che la soluzione è satura, nel senso che non può dissolvere più soluto.
Il valore di M dipende da una serie di variabili. Di importanza è la costante del prodotto di solubilità, che è designata Ksp. Questo valore è costante per ogni composto che descrive la facilità con cui una sostanza si dissolve. Inoltre, il rapporto tra prodotti e reagenti nella reazione chimica deve essere noto per calcolare il valore di M. Questo è indicato come stechiometria della reazione.
Il primo passo per calcolare la solubilità molare è bilanciare l’equazione chimica per la dissociazione della sostanza. Per fare ciò, è necessario assicurarsi che ci siano numeri uguali di ciascun atomo sia sul lato prodotto che sul lato reagente della reazione chimica. Un esempio di equazione chimica bilanciata con numeri uguali di ciascun atomo sui lati prodotto e reagente è mostrato dalla dissociazione di una molecola di cloruro di sodio (NaCl) in atomi di sodio (Na) e cloro (Cl): NaCl (s) = Na+ (acquoso) + Cl- (acquoso). Lo stato fisico degli atomi e delle molecole è designato usando s per solido e aq per acquoso o disciolto in acqua.
Per determinare M, dovrai cercare il valore Ksp per il soluto o il composto di partenza che si sta dissolvendo. Questa è una misura della solubilità molare della sostanza in condizioni standard e può essere trovata online o nei libri di testo di chimica. La seguente equazione descrive la relazione tra Ksp e la solubilità di NaCl: Ksp = [Na][Cl]
Usando questa equazione, sarai in grado di trovare le concentrazioni degli ioni Na e Cl nella soluzione satura, prendendo la radice quadrata del valore Ksp. Il valore di ciascuna concentrazione di ioni è equivalente alla quantità di prodotto che è stata disciolta. Pertanto, la concentrazione di ioni è uguale a M.
Il valore di M dipende da una serie di fattori. In particolare, quando il solvente viene riscaldato, è disponibile più energia all’interno del sistema, il che consente una maggiore dissociazione di un composto, quindi la solubilità molare aumenta con la temperatura. Se la temperatura di una soluzione satura diminuisce, il valore M diminuisce e il soluto inizierà a precipitare fuori dalla soluzione al diminuire della temperatura. Quando la temperatura diminuisce, la concentrazione della soluzione prima che inizi a precipitare è maggiore di M, e tale soluzione si dice supersatura.