溶解度
簡介
1.在一定溫度下,某固態物質在100g溶劑中達到飽和狀態時所溶解的溶質的質量,叫做這種物質在這種溶劑中的溶解度。物質的溶解度屬於物理性質。
2.氣體的溶解度通常指的是該氣體(其壓強為1標準大氣壓)在一定溫度時溶解在1體積水裡的體積數。也常用「g/100g溶劑」作單位(自然也可用體積)。
3.在一定的溫度和壓力下,物質在一定量的溶劑中溶解的最高量。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。
影響因素
物質溶解與否,溶解能力的大小,一方面決定於物質(指的是溶劑和溶質)的本性;另一方面也與外界條件如溫度、壓強、溶劑種類等有關。在相同條件下,有些物質易於溶解,而有些物質則難於溶解,即不同物質在同一溶劑里溶解能力不同。通常把某一物質溶解在另一物質里的能力稱為溶解性。例如,糖易溶於水,而油脂不溶於水,就是它們對水的溶解性不同。溶解度是溶解性的定量表示。
固體物質的溶解度是指在一定的溫度下,某物質在100克溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量。在未註明的情況下,通常溶解度指的是物質在水裡的溶解度。如20℃時,食鹽的溶解度是36克,氯化鉀的溶解度是34克。這些數據可以說明20℃時,食鹽和氯化鉀在100克水裡最大的溶解量分別為36克和34克;也說明在此溫度下,食鹽在水中比氯化鉀的溶解能力強。
溶解平衡
每份(通常是每份質量)溶劑(有時可能是溶液)所能溶解的溶質的量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。[1]
一種溶質在溶劑中的溶解度由它們的分子間作用力、溫度、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,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:「在某溫度,某氣壓下,某物質在某物質中的溶解度為xxxx。」,如無指明,則溫度及氣壓通常指的是標準狀況(STP)。
實際上,溶解度往往取決於溶質在水中的溶解平衡常數。這是平衡常數的一種,反映溶質的溶解-沉澱平衡關係,當然它也可以用於沉澱過程(那時它叫溶度積)。因此,溶解度與溫度關係很大,也就不難解釋了。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。在一定溫度和壓力下,物質在一定量溶劑中溶解的最大量。固體或液體溶質的溶解度,常用100克溶劑中所溶解的溶質克數表示。例如在20℃和常壓下,硝酸鉀在水中的溶解度是31.5克/100克水,或簡稱31.5克。
氣體溶質的溶解度,常用每毫升溶劑中所溶解的氣體毫升數表示。例如在20℃和常壓下,氨的溶解度是700毫升/1毫升水。物質的溶解度除與溶質和溶劑的性質有關外,還與溫度、壓力等條件有關。隨着溫度的升高,大多數固體和液體的溶解度增大,氣體的則減小。隨着壓強的增大,氣體的溶解度增大。
基本分類
固體溶解度
固體物質的溶解度是指在一定的溫度下,某物質在100克溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量,用字母s表示,其單位是「g/100g水」。在未註明的情況下,通常溶解度指的是物質在水裡的溶解度。例如:在20℃時,100g水裡最多能溶36g氯化鈉(這時溶液達到飽和狀態),我們就說在20℃時,氯化鈉在水裡的溶解度是36g。
氣體溶解度
在一定溫度和壓強下,氣體在一定量溶劑中溶解的最高量稱為氣體的溶解度。常用定溫下1體積溶劑中所溶解的最多體積數來表示。如20℃時100mL水中能溶解1.82mL氫氣,則表示為1.82mL/100mL水等。[2]
氣體的溶解度除與氣體本性、溶劑性質有關外,還與溫度、壓強有關,其溶解度一般隨着溫度升高而減少,由於氣體溶解時體積變化很大,故其溶解度隨壓強增大而顯著增大。關於氣體溶解於液體的溶解度,在1803年英國化學家W.亨利,根據對稀溶液的研究總結出一條定律,稱為亨利定律。