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        淺談溶液

        2021-03-12 03:38:42葉建興
        學(xué)校教育研究 2021年3期
        關(guān)鍵詞:溶解度電解質(zhì)溶液

        摘要:溶液是生活中最常見的一種液體,本文主要通過介紹溶液的形成,溶液的濃度和溶解度以及電解質(zhì)溶液來讓人們對溶液有更深一層的了解和認(rèn)識(shí)。

        關(guān)鍵詞:溶液?濃度?溶解度?電解質(zhì)

        我們在日常生活或化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中經(jīng)常用到溶液,溶液是生活中最常見的一種液體。如果你去海里游泳的話,你會(huì)發(fā)現(xiàn)海水又苦又咸,因?yàn)楹K腥芙饬嗽S多物質(zhì),它是一種溶液。

        一、溶液的形成

        許多物質(zhì)在水中會(huì)分散開,溶解就是最常見的物質(zhì)分散現(xiàn)象。如果我們把食鹽放入水中,它會(huì)逐漸消失。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?原來,食鹽(主要成分是氯化鈉)在水分子的作用下,會(huì)逐漸溶解并向水里擴(kuò)散,最終均一地分散到水分子中,形成氯化鈉溶液,這時(shí)氯化鈉是以氯離子和鈉離子的形式存在于水中。我們喝鹽水的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)它任意一部分的味道都是一樣的,而且過了很長時(shí)間鹽和水都不會(huì)分離,說明溶液是均一,穩(wěn)定的混合物。溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成的,能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)叫溶劑,被溶解的物質(zhì)叫溶質(zhì)。例如剛提到的鹽水,氯化鈉被水給溶解掉,所以氯化鈉是溶質(zhì),水是溶劑。溶質(zhì)可以是固體,液體或者氣體。水是重要的溶劑,但并不是唯一的溶劑,生活中常見的酒精,汽油也可以作為溶劑。

        二、溶液的濃度

        廣義的濃度定義是溶液中的溶質(zhì)相對于溶液的相對質(zhì)量。在歷史上由于不同的實(shí)踐需要形成了名目眾多的濃度表示方法。近年來,趨向于僅用一定體積的溶液中溶質(zhì)的“物質(zhì)的量”來表示濃度,即以mol(溶質(zhì))/L(溶液)為單位,稱為“物質(zhì)的量濃度”,并簡稱為“濃度”,可認(rèn)為是濃度的狹義定義。然而,在目前的實(shí)踐工作中,我們?nèi)圆荒鼙苊獠煌瑵舛缺硎痉ㄖg的互相換算。我們已經(jīng)學(xué)過的濃度表示法有:

        (1)“物質(zhì)的量濃度”——每升溶液中溶質(zhì)的“物質(zhì)的量”,單位為mol/L,符號(hào)為c。

        (2)質(zhì)量分?jǐn)?shù),即溶質(zhì)的質(zhì)量對于溶液的質(zhì)量的分?jǐn)?shù),符號(hào)為w。過去長期稱為質(zhì)量百分濃度,現(xiàn)正命名為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=溶質(zhì)的質(zhì)量/溶液的質(zhì)量 X 100%

        (3)摩爾分?jǐn)?shù)——溶質(zhì)B“物質(zhì)的量”與溶液中溶質(zhì)與溶劑總“物質(zhì)的量”之比。即n(B)/n(總),符號(hào)用x(B)表示。

        實(shí)驗(yàn)室常用酸堿溶液的濃度列在下表中:

        三、溶解度

        一定溫度和壓強(qiáng)下溶質(zhì)在一定量溶劑中形成飽和溶液時(shí),被溶解的溶質(zhì)的量稱為該溶質(zhì)的溶解度。由于物質(zhì)有不同的狀態(tài),固體的溶解度表示在一定溫度下,某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量。如果不指明溶劑,通常所說的溶解度是指物質(zhì)在水里的溶解度。用實(shí)驗(yàn)的方法可以測出物質(zhì)在不同溫度時(shí)的溶解度。如下表:

        氣體的溶解度一般用單位體積的溶液中氣體溶解的質(zhì)量或物質(zhì)的量表示,如用質(zhì)量分?jǐn)?shù)w,物質(zhì)的量濃度c,質(zhì)量摩爾濃度m表示。氣體的溶解度與氣體的分壓明顯有關(guān),隨氣體分壓增大,溶解度增大。因此,討論氣體溶解度時(shí)必須注明溶液的溫度和氣體的壓強(qiáng)。

        相似相溶原理

        由于溶質(zhì)與溶劑的品種繁多,性質(zhì)千差萬別,導(dǎo)致溶質(zhì)與溶劑相互關(guān)系的多樣性,因此,想得到溶解度的普遍規(guī)律是困難的。不過,溶解過程的一般規(guī)律是相似相容。具體的說:溶質(zhì)分子與溶劑分子的結(jié)構(gòu)越相似,相互溶解越容易。例如甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH)和水(HOH)都可以看做是羥基(—OH)和一個(gè)不大的基團(tuán)聯(lián)結(jié)的分子,結(jié)構(gòu)相似,因此,它們之間可以互溶。而戊醇在水中幾乎不溶,因?yàn)槲齑茧m然也有羥基,卻在分子結(jié)構(gòu)中的地位下降,戊醇分子的另一半“CH3CH2CH2CH2CH2—”與水毫無相似之處。

        四、電解質(zhì)

        我們曾經(jīng)見過酸,堿,鹽在水溶液中導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不僅如此,如果將氯化鈉,硝酸鉀,氫氧化鈉等固體分別加熱至熔化,它們也能導(dǎo)電。這種在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锝凶鲭娊赓|(zhì)。酸堿鹽在水溶液能夠?qū)щ?,是因?yàn)樗鼈冊谌芤褐邪l(fā)生了電離,產(chǎn)生了自由移動(dòng)的離子。例如,將氯化鈉放入水中,在水分子的作用下,鈉離子和氯離子脫離NaCl晶體表面,進(jìn)入水中形成能夠自由移動(dòng)的水合鈉離子和水合氯離子,這時(shí)氯化鈉發(fā)生了電離。這一過程可以用電離方程式表示:NaCl == Na++ Cl-。同理,HCl與KOH的電離也可以用電離方程式表示:HCl==H++Cl-,KOH==K++OH-

        1887年,瑞典化學(xué)家阿倫尼烏斯根據(jù)電解質(zhì)溶液對非電解質(zhì)溶液的依數(shù)性的偏差和溶液導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出了電離理論,其要點(diǎn)是:

        (1)電解質(zhì)在溶液中會(huì)自發(fā)電離成帶電粒子,即離子。

        (2)正負(fù)離子不停運(yùn)動(dòng)著,又會(huì)結(jié)合成分子。電解質(zhì)只發(fā)生部分電離,電離的百分率稱為電離度。

        (3)溶液導(dǎo)電是由于離子遷移引起的,溶液中的離子越多,導(dǎo)電性越強(qiáng)。

        廣東省陽江市陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院附屬陽東學(xué)校?葉建興

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