イオン化合物の溶解度表と溶解性の規則
この表は、一般的なイオン化合物が約25 °Cの水に溶けるかどうかを示します。以下の溶解性の規則と合わせて、どの反応で沈殿ができるかを予想するのに使えます。
| NH₄⁺ | Na⁺ | K⁺ | Mg²⁺ | Ca²⁺ | Ba²⁺ | Al³⁺ | Fe²⁺ | Fe³⁺ | Cu²⁺ | Zn²⁺ | Ag⁺ | Pb²⁺ | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NO₃⁻ | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S |
| Cl⁻ | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S | I | sS |
| SO₄²⁻ | S | S | S | S | sS | I | S | S | S | S | S | sS | I |
| CO₃²⁻ | S | S | S | I | I | I | – | I | – | I | I | I | I |
| OH⁻ | S | S | S | I | sS | S | I | I | I | I | I | – | I |
| PO₄³⁻ | S | S | S | I | I | I | I | I | I | I | I | I | I |
| S²⁻ | S | S | S | – | – | – | – | I | I | I | I | I | I |
| CH₃COO⁻ | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S | S | sS | S |
約25 °Cでの目安です。硝酸塩、酢酸塩、1族の塩、アンモニウム塩はほぼ必ず水に溶けます。
表の読み方
上に正イオン(陽イオン)、左側に負イオン(陰イオン)が並んでいます。行と列が交わるマスに、その2つのイオンからなる化合物が、凡例の色で示されます。可溶、やや溶けにくい、不溶、水と反応する/存在しない、のいずれかです。たとえば炭酸アルミニウムは、水酸化アルミニウムと二酸化炭素に分解するため、水中ではつくれません。
溶解性の規則
硝酸塩はすべて可溶で、酢酸塩もほぼすべて可溶ですが、酢酸銀はわずかしか溶けません。ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩は常に可溶で、ほかの1族の塩もほぼすべて可溶です。
塩化物は可溶ですが、不溶の塩化銀と、やや溶けにくい塩化鉛(II)は例外です。硫酸塩は可溶ですが、不溶の硫酸バリウムと硫酸鉛(II)、やや溶けにくい硫酸カルシウムと硫酸銀は例外です。
炭酸塩、リン酸塩、硫化物は、ナトリウム、カリウム、アンモニウムを含まない限り、不溶か水中で分解します。水酸化物もほとんどは不溶で、可溶なナトリウム、カリウム、アンモニウム、バリウムの水酸化物と、やや溶けにくい水酸化カルシウムは例外です。
例題:沈殿の予想
硝酸銀水溶液と塩化ナトリウム水溶液を混ぜると何が起こるでしょうか。相手を入れ替えて、考えられる生成物を調べます。塩化銀(AgCl)と硝酸ナトリウム(NaNO₃)です。硝酸ナトリウムは可溶ですが、塩化銀は不溶なので、白い沈殿ができます。正味のイオン反応式はAg⁺(aq) + Cl⁻(aq) → AgCl(s)です。塩化ナトリウムと硝酸カリウムを混ぜる場合のように、考えられる生成物がどちらも可溶なら、沈殿はできません。
表の限界
溶解度は温度で変わり、不溶といってもゼロではなく、どの塩もごくわずかは溶けます。この表は室温での目安であり、正確な測定値ではありません。
よくある質問
AgClは水に溶けますか?
いいえ。塩化銀は不溶なので、塩化物イオンを含む溶液に硝酸銀を加えると白い沈殿が現れます。この反応は塩化物イオンの標準的な検出法です。
BaSO₄は水に溶けますか?
いいえ、硫酸バリウムは不溶です。溶ける量がごくわずかなので、溶けたバリウムイオンは有毒ですが、X線の造影剤として患者が安全に飲めます。
CaCO₃は水に溶けますか?
炭酸カルシウムは純水には溶けませんが、酸には溶けて二酸化炭素を出します。二酸化炭素が溶けた雨水は石灰岩をゆっくり溶かし、多くの洞窟はこうしてできます。
やや溶けにくいとはどういう意味ですか?
やや溶けにくい化合物は、少ししか溶けません。一般的な目安では、水100 mLに約1 g以上溶ければ可溶、0.1〜1 gならやや溶けにくい、0.1 g未満なら不溶としますが、教科書によって線引きは異なります。