5-4 溶解度

一、溶解平衡 二、飽和溶液與溶解度
三、未飽和溶液與過飽和溶液 四、影響溶解度之因素

一、溶解平衡 [return]

1.溶解與沈澱

(1)溶解:將固體置入溶劑中,則固體粒子離開其表面而進入液體中之現象稱為溶解

(2)沈澱:在溶劑中的溶質粒子到處游動,有些恰好撞擊到未溶解固體之表面就附著而析出,稱為沈澱,亦稱為結晶

2.溶解平衡:當溶解速率等於沈澱速率時,稱為溶解平衡

二、飽和溶液與溶解度 [return]

1.飽和溶液:定溫時,溶液含有其所能溶解溶質之最大量

2.溶解度:定溫下,定量溶劑所能溶解溶質之最大量稱為溶解度
∴飽和溶液之濃度亦稱為溶解度

3.常用溶解度之表示法

(1)100 g溶劑所能溶解溶質最大克數
如:20℃ 100g的水最多可溶37g的NaCl,溶解度為37g/100g水

(2)體積莫耳濃度(M)

4.依濃度大小,溶解度分為三類

(1)可溶(soluble):溶解度大於10-1M

(2)微溶(slightly soluble):溶解度介於10-1~10-4

(3)難溶(hardly soluble):溶解度小於10-4

三、未飽和溶液與過飽和溶液 [return]

1.未飽和溶液:溶液濃度小於飽和溶液,此時加入溶質可繼續溶解

2.過飽和溶液:溶液濃度大於飽和溶液,此時加入晶種會有結晶析出過飽和溶液之配製

3.人造雨原理:天空中有過飽和水蒸氣,散佈AgI與乾冰,乾冰降低溫度,AgI作晶種使過飽和水蒸氣凝結成水

4.飽和溶液、未飽和溶液與過飽和溶液之判別

(1)加入晶種有溶質析出者為過飽和溶液

(2)晶種(溶質)可溶入其中者為未飽和溶液

(3)飽和溶液可有溶質殘留

四、影響溶解度之因素 [return]

1.溶質與溶劑之本性Þ 同類互溶(like dissolve like)

(1)極性分子的溶質易溶於極性分子的溶劑,非極性分子的溶質易溶於非極性分子的溶劑

例:氯甲烷<極性分子>,易溶於丙酮<極性分子>,而難溶於四氯化碳<非極性分子>

例:碘(I2,非極性分子)難溶於水(H2O,極性分子),但易溶於四氯化碳 (CCl4,非極性分子)或酒精(C2H5OH,極性不大的分子)

(2)溶質與溶劑可生成氫鍵者,溶解度較大
如:酒精為極性分子,且可與水形成氫鍵,易溶於水四氯化碳則否

(3)有機物易溶於有機物,無機物易溶於無機物
例:石油(有機物)不溶於水(無機物),但可溶於丁醇(有機物)

(4)溶質具有極大分子量者,由於分子間吸引力較大,較難分開溶解至溶劑中,故溶解度較小
例:纖維素分子量約為600000,故難溶於水

2.溫度

(1)大部分固體在水中之溶解度隨溫度升高而增大吸熱者,升溫則溶解度加大,如CH3COONa、NH4Cl放熱者,升溫則溶解度降低,如CaSO4、MgSO4<參閱課本圖形>

(2)氣體溶於水中必放熱,故升溫溶解度降低

例:右圖為NaCl、NaNO3、KCl、KNO3溶解度與溫度的關係圖。今將四種鹽類各100g分別加入各含100g純水之四個燒杯中,並加熱至100℃,趁熱過濾,濾液慢慢冷卻至40℃,使固體結晶析出。比較四個燒杯中析出晶體重量,下列敘述何者正確? (A)KCl最多,NaCl最少 (B)KCl最多,KNO3最少 (C)KNO3最多,NaCl最少 (D)KNO3最多,NaNO3最少<78.日大>

3.壓力

(1)壓力對固體或液體的溶解度影響甚小,但對氣體溶解度影響很大<參閱課本圖形>

(2)氣體溶解度

1. 亨利定律:定溫下,一定量溶劑所能溶解氣體的質量與氣體之壓力成正比

2. 公式:m=kP

<Note>定量溶劑溶解某氣體體積與液面之壓力無關

<Note>1.亨利定律不適於易溶性氣體,如HCl、NH3

              2.僅適用於稀薄溶液及低壓