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溶解
(溶質均勻地分散於溶劑中的過程)
鎖定
溶解簡述
物質溶解於水,通常經過兩個過程:一種是溶質分子(或離子)的擴散過程,這種為物理過程需要吸收熱量;另一種是溶質分子(或離子)和溶劑(水)分子作用,形成溶劑(水合)分子(或水合離子)的過程,這種過程是化學過程,放出熱量。當放出的熱量大於吸收的熱量時,溶液温度就會升高,如濃硫酸、氫氧化鈉等;當放出的熱量小於吸收的熱量時,溶液温度就會降低,如硝酸銨等;當放出的熱量等於吸收的熱量時,溶液温度不變,如氯化鈉、蔗糖等。
固體溶質進入溶液後,首先發生微粒(分子或離子)的擴散(吸熱)過程,接着是形成水合離子或水合分子的水合過程(放熱)。這裏有化學鍵的破壞和形成,嚴格説都是物理-化學過程。其實對於強電解質來説,溶解和電離是難以截然分開的,因為離子的擴散就是電離。不過對於弱電解質説來,首先是擴散成分子(吸熱),然後在水分子作用下,化學鍵被破壞而電離成為自由離子(水合的)(這裏總體表現是吸熱還是放熱要看破壞化學鍵需要的能量多,還是水合釋放能量多了)。
假如是非電解質,那麼溶解就是擴散與形成水合分子兩個過程了。
溶解物質溶解性
溶解定義
達到(化學)平衡的溶液便不能容納更多的溶質(當然,其他溶質仍能溶解),我們稱之為這種溶質的飽和溶液。在特殊條件下,溶液中溶解的溶質會比正常情況多,這時它便成為過飽和溶液。每份(通常是每份質量)溶劑(有時可能是溶液)所能溶解的溶質的最大值就是“溶質在這種溶劑的溶解度”。如果不指明溶劑,通常意味着溶劑為水,比如“氯化鈉的溶解度和“氯化鈉在水中的溶解度”可以認為是具有同樣的意思。溶解度並不是一個恆定的值。一種溶質在溶劑中的溶解度由它們的分子間作用力、温度、溶解過程中所伴隨的熵的變化以及其他物質的存在及多少所決定的,有時還與氣壓或氣體溶質的分壓有關。因此,一種物質的溶解度最好能夠表述成:“在某温度,某氣壓下,某物質在某物質中的溶解度為xxxx。(或在某温度,某氣壓下,某物質中最多能溶解某物質xx克或其他單位)”,如無指明,則温度及氣壓通常指的是標準狀況(STP)。
溶解分類
溶劑通常分為兩大類:極性溶劑、非極性溶劑。溶劑種類與物質溶解性的關係可以被概括為:“溶其所似”。意思是説,極性溶劑能夠溶解離子化合物以及能離解的共價化合物,而非極性溶劑則只能夠溶解非極性的共價化合物。比如,食鹽,是一種離子化合物,它能在水中溶解,卻不能在乙醇中溶解。
在有機化學中一般會用到的溶劑有丙酮、乙醇、水和苯。
水以及非極性溶劑是不能互溶的;如果你非要這麼做,它們也不會形成均一的混合物,最終會分離為兩層,又或者是形成看起來像牛奶一樣的乳濁液。
溶解應用
溶解性
④利用溶解性可有以下應用:
a、判斷氣體收集方法:可溶(易溶)於水的氣體不能用排水取氣法。
如:CO2能溶於水,不宜用排水取氣法;而H2、O2難溶於水,可用排水取氣法。
b、判斷混合物分離方法:兩種物質在水中溶解性明顯不同時,可用過濾法分離。
如:KNO3(易溶)與CaCO3(難溶)可用過濾法分離。
而C與MnO2二者均不溶NaCl、KNO3均易溶,都不能用過濾法分離。
溶解度算法:溶質質量/溶劑質量(通常為水),單位:g/100g水。
溶解溶解度
溶解定義
在一定的温度和壓力下,物質在一定量的溶劑中溶解的最高量。
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一般以100克溶劑中能溶解物質的克數來表示。一種物質在某種溶劑中的溶解度主要決定於溶劑和溶質的性質。例如,水是最普通最常用的溶劑,甲醇和乙醇可以任何比例與水互溶。大多數鹼金屬鹽類都可以溶於水;苯幾乎不溶於水。溶解度明顯受温度的影響,大多數固體物質的溶解度隨温度的升高而增大;氣體物質的溶解度則與此相反,隨温度的升高而降低。 溶解度與温度的依賴關係可以用溶解度曲線來表示。氯化鈉NaCl的溶解度隨温度的升高而緩慢增大,硝酸鉀KNO3的溶解度隨温度的升高而迅速增大,而硫酸鈉Na2SO4的溶解度卻隨温度的升高而減小。固體和液體的溶解度基本不受壓力的影響,而氣體在液體中的溶解度與氣體的分壓成正比。 物質的溶解度對於化學和化學工業都很重要,在固體物質的重結晶和分級結晶、化學物質的製備和分離、混合氣體的分離等工藝中都要利用物質溶解度的差別。
在一定温度下,某物質在100g溶劑裏達到飽和狀態(或稱溶解平衡)時所溶解的克數,叫做這種物質在這種溶劑裏的溶解度。在一定温度和壓強下,物質在一定量的溶劑中溶解的最大量,叫做這種物質在這種溶劑裏的溶解度。溶解度和溶解性是一種物質在另一種物質中的溶解能力,通常用易溶、可溶、微溶、難溶或不溶等粗略的概念來表示。溶解度是衡量物質在溶劑裏溶解性大小的尺度,是溶解性的定量表示。溶解度常用符號S表示。溶解度的單位用g/100g H2O表示。例如20℃,在100g水裏最多溶解36gNaCl,則氯化鈉在20℃的溶解度是36g/100g H2O,可表示為S(NaCl)=36g/100g H2O。實際上溶解度是沒有單位的相對比值,按法定計量單位,可用質量分數表示。例如在20℃,S(NaCl)=0.36。溶解度也可以用飽和溶液的濃度表示。例如,氯化鉀在20℃的溶解度是4.627mol/1000g H2O(此濃度為質量摩爾濃度),即表示20℃在1000g水中最多可溶解4.627mol的氯化鉀。難溶物質的溶解度也可以用物質的量濃度(摩爾濃度)表示。例如在25℃,氫氧化鐵的物質的量濃度是0.45μmol/L,即表示1L氫氧化鐵飽和溶液裏含0.45μmol氫氧化鐵。多數固體物質的溶解度隨温度的上升而增大,如氯化銨、硝酸鉀。少數物質的溶解度受温度變化的影響很小,如氯化鈉。含有結晶水的硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)的溶解度開始隨温度的升高而增大,當達到一定温度(32.4℃)時,隨温度的升高而減小(這時Na2SO4·10H2O脱水成Na2SO4)。含有結晶水的氫氧化鈣[Ca(OH)2·2H2O]和醋酸鈣[Ca(CH3COO)2·2H2O]等物質的溶解度隨温度的升高而減小。氣體的溶解度隨温度的升高而減小,隨壓強的增大而增大。
溶解注意
4.特別注意:溶解度的單位是克(或者是克/100克水)而不是沒有單位。
溶解常見沉澱
淺黃色:AgBr
藍色:Cu(OH)2
紅褐色:Fe(OH)3
溶解化學溶解
通常把沉澱與腐蝕性物質作用,從而生成幾種新的易溶性的物質的過程也稱為溶解。
氫氧化銅溶於硫酸:Cu(OH)2+H2SO4= CuSO4+2H2O
- 參考資料
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- 1. 汪月忠. 溶液濃度的相關概念辨析[J]. 蘇州教育學院學報, 1998(1):20-21.
- 2. dissolve中文(簡體)翻譯 .劍橋詞典[引用日期2022-01-30]