普通化學/溶解度
溶液是一種均相混合物，由溶劑和溶質組成。溶劑是任何允許其他物質溶解在其中的物質。因此，它通常以更大的量存在。溶質是存在於溶液中的物質。請注意，當溶質溶解在溶劑中時，溶劑和溶質之間不會形成化學鍵。
與組成固定的純化合物不同，溶液的組成是可變的。例如，500 毫升的檸檬水溶液可以包含 70% 的水、20% 的檸檬汁和 10% 的糖。也可以有 500 毫升的檸檬水溶液，其中包含 60% 的水、25% 的檸檬汁和 15% 的糖。
 | 最常見的溶液型別是水溶液，即水作為溶劑的溶液。水溶液非常重要。例如，酸和鹼通常以水溶液的形式存在。 |
當兩種液體可以以任何比例輕鬆混合時，它們被稱為可混溶的。例如，酒精和水。兩者都可以以任何比例完全溶解彼此。如果兩種液體不能形成溶液，則被稱為不混溶的，例如油和水。金屬溶劑中的固體溶質被稱為合金。金就是合金的一個例子。金在純淨狀態下太軟，因此將其他金屬溶解在其中。珠寶商可能會使用 14 克拉金，其中三分之二為金，三分之一為其他金屬。
| 因素 | 概念 | 示例 |
|---|---|---|
| 表面積 | 更大的表面積為溶質-溶劑接觸提供了更多機會 | 粉末狀糖比冰糖在水中溶解得更快。 |
| 溫度 | 固體在熱的溶劑中更易溶解，氣體在冷的溶劑中更易溶解 | 糖在熱水中更容易溶解，但 CO2 在冷蘇打水中比在溫蘇打水中溶解得更好。 |
| 極性 | 非極性化合物溶解在非極性溶劑中，而極性化合物溶解在極性溶劑中。如果一種液體是極性的，而另一種不是，則它們是不混溶的。 | 酒精和水都是極性的，並且可以混溶。油是非極性的，並且不溶於水。 |
| 壓力 | 由於更大的力量將氣體分子推入溶劑中，氣體在更高的壓力下溶解得更好。 | 開啟蘇打水瓶蓋會讓氣泡跑出來。 |
| 攪拌 | 如果透過攪拌或搖動來攪拌溶液，則動能運動和粒子的接觸會增加。因此，溶解速率會增加。 | 每個人都知道在加糖後攪拌咖啡。 |
| 一般來說，溶解速率取決於物質之間的分子間力。“相似相溶”這句話可以幫助你記住，物質必須都是極性的或非極性的才能溶解。 |
- 必須破壞固體中粒子之間的力。這是一個吸熱過程，稱為解離。
- 液體中粒子之間的一些分子間力也必須被破壞。這是吸熱的。
- 固體粒子與液體中的粒子發生吸引。這是一個放熱過程，稱為溶劑化。
當氯化鈉加入水中時，它會溶解。水分子是極性的，而氯化鈉是離子性的（非常極性）。水分子的正端（氫）將被吸引到負的氯離子，而水分子的負端（氧）將被吸引到正的鈉離子。吸引力足夠強大，可以將鈉與氯分離，因此溶質解離或分解。然後溶質分散在整個溶劑中。極性的水分子防止離子重新附著到彼此，因此鹽保持在溶液中。
- 當溶液不能再容納任何溶質時，它被稱為飽和。當溶解的溶質和未溶解的溶質之間存在平衡時，就會發生這種情況。
- 如果可以新增更多溶質，則該溶液為不飽和。
- 如果溶液由於溫度的降低或升高而含有比正常情況更多的溶質，則被稱為過飽和。如果受到干擾，溶液會迅速形成固體晶體。
- 溶解度是衡量每 100 克溶劑（或者在水的情況下，每 100 毫升溶劑）可以溶解多少克溶質的指標。
有時，化合物會形成含有特定數量水的晶體。例如，硫酸銅（II）寫成 CuSO4 • 5H2O。對於每摩爾的硫酸銅（II），有五摩爾的水附著。原子排列在一個晶格中。即使乾燥，該化合物仍然是水合的。它不會感覺潮溼，但在固體晶體結構中存在水分子。
強烈的熱量會從化合物中釋放出水。它的顏色可能會發生變化，表明發生了化學變化。當無水化合物溶解在水中時，它將再次被水合。
一些化學物質在溶解時會改變溫度。這是由於熱量的釋放或吸收。這種特定的變化被稱為溶液的熱量，以 kJ/mol 為單位測量。
一些物質在溶解時會分解成離子並導電。這些物質被稱為電解質。所有離子化合物都是電解質。另一方面，非電解質在溶解時不會導電。電解質是自來水導電的原因。自來水中含有鹽和其他離子。如果你有純淨水，你會發現它根本不導電。在溶解一些鹽後，它會很好地導電。離子的存在允許電子透過溶液移動，因此電流會透過。
1. 在 50 毫升苯和 48 毫升辛烷的混合物中，
- a) 哪種物質是溶質？
- b) 這兩種物質會形成溶液嗎？
2. 溶液的形成是物理反應。根據這一原理，說出兩種分離溶質和溶劑的方法。
3. 在蒸發皿中輕輕加熱三種不同的透明無色液體。液體 A 留下了白色殘留物，液體 B 沒有留下殘留物，液體 C 留下了水。確定每種液體溶液是純物質還是溶液。
4. 比較三瓶蘇打水。A 瓶在室溫 (25°C) 下儲存，B 瓶在 10°C 下儲存，C 瓶在 30°C 下儲存。
- a) 如果你想要喝起泡的飲料，你會選擇哪一瓶？
- b) 如果你想將 C 瓶的氣壓改變到與 B 瓶相同，你可以怎麼做？