第六章 溶解現象 第一節 物質(zhì)的溶解 1、如果物質(zhì)以細小的固體顆粒分散在水中,則形成懸濁液。如果物質(zhì)從小液滴分散在水中,則形成乳濁液。
2、物質(zhì)以分子或離子的形式均勻分散到另一種物質(zhì)中的過(guò)程,叫物質(zhì)的溶解,物質(zhì)溶解后形成的均一、穩定的混合物叫做溶液。
3、懸濁液、乳濁液、溶液都是混合物,懸濁液靜置后易沉淀,乳濁液靜置后易分層。
4、溶液的特征。
均一性:溶液中各部分性質(zhì)相同。
穩定性:若外界條件不變,溶液可以永久存在。
透明:由于溶液中存在的主要為單個(gè)分子、離子,肉眼不可見(jiàn),也不阻礙光線(xiàn)透過(guò),所以溶液透明。
注:①溶液可以有不同的顏色,溶液中有 Fe2+呈淺綠色,有 Cu2+呈藍色,有 Fe3+呈黃色,有 MnO4-呈紫紅色。②均一穩定的液體不一定是溶液。
1、 氯化鈉溶液的形成:以 Na+、Cl-形式擴散到水分子中。
蔗糖溶液的形成:以蔗糖分子形式擴散到水分子中。
6、在水、油混合物中加入某些物質(zhì),振蕩或攪拌后,油能以小液滴均勻懸浮在水中形成乳濁液,這種現象叫乳化。金屬表面油污清洗、洗滌劑、洗發(fā)精等都起乳化作用,人們把能促使兩種互不相溶的液體形成穩定乳濁液的物質(zhì)叫乳化劑。
7、物質(zhì)在形成溶液過(guò)程中常伴有熱量的變化,有些物質(zhì)溶于水,能使溶液溫度升高,如氫氧化鈉(NaOH)等,有些物質(zhì)溶于水導致溫度降低。如:硝酸銨(NH4NO3)等。
8、加快物質(zhì)溶解速度的方法有:⑴加熱(或升溫);⑵攪拌(或振蕩);⑶將固體研成粉末。
9、水中溶有少量固體物質(zhì)后,溶液的凝固點(diǎn)會(huì )降低,沸點(diǎn)升高。通常在冬天向車(chē)輛水箱中加入少量乙二醇之類(lèi)的化合物,以防止水箱中的水結冰;向公路上的積雪撒鹽,使冰雪較快融化。
10、當物質(zhì)在水中以離子形式擴散出來(lái)后,溶液中便存在有大量的可以自由移動(dòng)的離子,因而可以導電,如 NaCl 溶液、稀硫酸等,若物質(zhì)在水中以分子形式擴散出來(lái),則不能形成自由移動(dòng)的離子,因而這些溶液不導電,如蔗糖溶液、酒精溶液等。
第二節 溶液組成的表示 1、 溶質(zhì):被溶解的物質(zhì)叫溶質(zhì)。溶質(zhì)可以是固體、液體或氣體。
2、 溶劑:溶解其它物質(zhì)的物質(zhì)叫溶劑。溶劑通常為液體,常見(jiàn)的有水、酒精、汽油等。
?、?氣體、固體溶于液體時(shí),氣體、固體是溶質(zhì),液體是溶劑。
?、?兩種液體互溶時(shí),通常認為量多的是溶劑,量少的是溶質(zhì)。但當液體和水互溶時(shí),一般把水作為溶劑,另一種液體作為溶質(zhì)。
?、?同一種物質(zhì)在不同溶液中,有時(shí)做溶質(zhì),有時(shí)做溶劑。如碘酒中,酒精是溶劑,而在酒精的水溶液中,酒精又作溶質(zhì)了。
?、?若沒(méi)有指明溶劑,一般指的是水溶液。
3、 常見(jiàn)溶液中的溶質(zhì)和溶劑:
溶液名稱(chēng) 溶質(zhì)
溶劑 石灰水 氫氧化鈣 Ca(OH)2
水 H2O 鹽酸 氯化氫 HCl
水 H2O 碘酒 碘 I2
酒精 C2H5OH 4、 溶液的質(zhì)量=溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量 5、溶質(zhì)的質(zhì)量分數
?。?)定義:溶液中溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量的比值叫做溶質(zhì)的質(zhì)量分數。
?。?)數學(xué)表達式 溶質(zhì)質(zhì)量分數(ω)= =
?。?)理解:
?、偃苜|(zhì)的質(zhì)量分數只表示溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比,并不代表具體溶液質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量。
?、谌苜|(zhì)的質(zhì)量分數一般用百分數表示。
?、廴苜|(zhì)的質(zhì)量分數計算式中溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量的單位必須統一。
?、苡嬎闶街腥苜|(zhì)質(zhì)量是指被溶解的那部分溶質(zhì)的質(zhì)量,沒(méi)有被溶解的那部分溶質(zhì)質(zhì)量不能計算在內。
?、莓斎軇┲兴芙獾娜苜|(zhì)不止一種時(shí),其中某溶質(zhì)的質(zhì)量分數,應是這種溶質(zhì)質(zhì)量占全部溶液質(zhì)量的百分比。
?。?)有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數概念的計算:
有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數的計算關(guān)鍵是搞清溶質(zhì)、溶劑、溶液及溶質(zhì)質(zhì)量分數這四個(gè)量的關(guān)系。
?。?)關(guān)于溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數計算的具體情況 ①若溶質(zhì)全部溶于水,且不與水發(fā)生化學(xué)反應,直接利用上述計算公式進(jìn)行計算。
?、谌羧苜|(zhì)雖不與水反應,但沒(méi)有全部溶解,則溶質(zhì)質(zhì)量只計算溶解部分,未溶解部分不能參與計算。
?、廴羧苜|(zhì)溶于水時(shí)與水發(fā)生了化學(xué)反應,則溶液中的溶質(zhì)就為反應后的生成物了。
?、苋羧苜|(zhì)為結晶水合物,溶于水后,其溶質(zhì)的質(zhì)量就不包括結晶水的質(zhì)量。因為結晶水合物溶于水時(shí),結晶水就轉化為溶液中的溶劑了。
6、配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數溶液:
實(shí)驗儀器:燒杯、玻璃棒、量筒、托盤(pán)天平、藥匙、膠頭滴管 實(shí)驗步驟:計算、稱(chēng)量(對固體溶質(zhì))或量取(對液體物質(zhì))、溶解、裝瓶,貼簽。
以配制 50g 溶質(zhì)質(zhì)量分數為 5%的蔗糖溶液為例說(shuō)明。
?。?)計算 根據溶質(zhì)質(zhì)量分數的公式,計算配制 50g 溶質(zhì)質(zhì)量分數為 5%的蔗糖溶液所需要的:①蔗糖質(zhì)量:50g×5%=2.5g,②水的質(zhì)量:50g-2.5g=47.5g 。
?。?)稱(chēng)量 用托盤(pán)天平稱(chēng) 2.5g 蔗糖倒入燒杯中,近似認為水的密度為 1g/cm3,用量筒量取 47.5mL水。
?。?)溶解 把量好的水倒入盛有蔗糖的燒杯中,用玻琉棒攪拌,加速蔗糖的溶解。
?。?)裝瓶,貼簽 把配好的溶液裝入試劑瓶中,蓋好瓶塞并貼上標簽,標簽上注明溶液的名稱(chēng)以及溶質(zhì)的質(zhì)量分數,放到試劑柜中。
7、溶質(zhì)的質(zhì)量分數與溶液體積、密度有關(guān)的計算計算依據:
溶液質(zhì)量(m)=溶液體積(V)×溶液密度(ρ)
8、分離可溶物與不溶物時(shí),可用過(guò)濾的方法。步驟:
?、?溶解:將混合物放入燒杯中加適量水溶解。
?、?不溶物殘留于過(guò)濾器中,可溶物存在于濾液中。
?、?蒸發(fā):將濾液置于蒸發(fā)皿中,加熱蒸發(fā)至有較多量固體析出,停止加熱。
第三節 物質(zhì)的溶解性 1、溶解性:一種物質(zhì)(溶質(zhì))溶解在另一種物質(zhì)(溶劑)里的能力,稱(chēng)為這種物質(zhì)的溶解性。物質(zhì)的溶解性與溶質(zhì)、溶劑性質(zhì)及溫度有關(guān)。
2、飽和溶液和不飽和溶液:
?、?、飽和溶液:在一定溫度下,一定量的溶劑里,不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液,叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。
?、?、不飽和溶液:在一定溫度下,一定量的溶劑里,還能再溶解某種溶質(zhì)的溶液,叫做這種溶質(zhì)的不飽和溶液。
?、?、相互轉化:
飽和溶液 不飽和溶液
?、?、濃溶液不一定是飽和溶液,稀溶液不一定是不飽和溶液。相同溫度下,同種溶質(zhì)的溶液中,飽和溶液最濃。
3、固體物質(zhì)的溶解度:
?、?、定義:在一定溫度下,該物質(zhì)在 100 克溶劑(通常溶劑為水)里達到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。
?、?、意義:例:在 20℃時(shí)氫氧化鈣 Ca(OH)2 的溶解度為 0.165 克,表示的意義為:20℃時(shí)氫氧化鈣 Ca(OH)2 在 100 克水中溶解 0.165 克后,就達到了飽和狀態(tài)。
?、?、有關(guān)計算:
例 1:20℃時(shí) NaCl 的溶解度是 36g。該溫度下,將 15gNaCl 放入 50g 水中,充分溶解,溶質(zhì)質(zhì)量分數為多少?若將 20gNaCl 放入水中,充分溶解,溶質(zhì)質(zhì)量分數為多少?形成的溶液是
?。ㄌ?ldquo;飽和”或“不飽和”)溶液。
解:設 20℃時(shí) 50g 水中最多可溶解質(zhì)量為 X 的 NaCl,則有:
溫度 溶質(zhì)質(zhì)量 + 溶劑質(zhì)量 = 飽和溶液質(zhì)量
20℃
36g
100g
X
50g
36g : 100g = x : 50g
則 x=18g。
20℃時(shí),50g 水中最多可溶解 NaCl18g,故 15gNaCl 在 50g 水中全部溶解,所得 NaCl 溶液質(zhì)量分數為:
=
≈23.1%
若將 20gNaCl 放入 50g 水中,也最多只能溶解掉 18g,另 2gNaCl 的固體形成沉淀,所得NaCl 溶液為飽和溶液,溶質(zhì)質(zhì)量分數為:
=
≈26.5%
答:略 ⑷ 溶解度曲線(xiàn):
?、?影響固體物質(zhì)溶解度的外界因素是溫度,將溶解度與溫度的對應關(guān)系表現在直角坐標系中,則得到該物質(zhì)的溶解度曲線(xiàn)。
?、?溶解度曲線(xiàn)的涵義。如圖有 ABC 三種物質(zhì)的溶解度曲線(xiàn):
?、瘢瓵、C 物質(zhì)溶解度曲線(xiàn)坡度大,溶解度受溫度變化影響大;B 物質(zhì)溶解度曲線(xiàn)坡度小,溶解度受溫度變化影響小。
?、颍瓵、B 兩物質(zhì)溶解度曲線(xiàn)往右上升,它們的溶解度隨溫度升高而增大;C 物質(zhì)溶解度曲線(xiàn)往右下降,其溶解度隨溫度升高而減小。
?、螅?時(shí),A、B、C 三種物質(zhì)溶解度大小關(guān)系為:C>B>A
時(shí),A、B、C 三種物質(zhì)溶解度大小關(guān)系為:A>B>C P 點(diǎn)意義:
時(shí),A、C 物質(zhì)溶解度相等。
4、打開(kāi)汽水瓶蓋,有大量 CO2 氣體從水中逸出,說(shuō)明氣體的溶解度隨氣壓減少而減??;人喝了啤酒(或飲料)后會(huì )打嗝,說(shuō)明氣體的溶解度隨溫度升高而減小。
5、從溶液中析出晶體的過(guò)程叫結晶,固體物質(zhì)結晶通常有兩種方式。
?、?溶解度受溫度變化影響小的物質(zhì)——蒸發(fā)的方法(如上圖中 B 物質(zhì))
?、?溶解度受溫度變化影響大的物質(zhì)——冷卻熱飽和溶液的方法(如上圖 A 物質(zhì))。
6、結晶法分離混合物 ⑴、適用范圍:結晶法適用于兩種可溶性固體混合物,其中一種固體的溶解度受溫度變化影響較大,另一種固體溶解度受溫度變化影響比較?。ㄈ纾合跛徕浿谢煊猩倭柯然c)。
?、?、操作步驟:①配制溶解度受溫度變化影響較大物質(zhì)(硝酸鉀)的熱的飽和溶液。
?、诶鋮s結晶。③過(guò)濾。