什么是溶液 溶液,在我們?nèi)粘I罾锸墙?jīng)常接觸到的例如,我們調(diào)味用的醋,作為飲料的酒以及用來(lái)消腫毒的碘酒等都是溶液,我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn):撒一把砂糖到水里,再稍稍加以攪動(dòng),結(jié)果,固體的砂糖看來(lái)好象是消失了.其實(shí)并不是真的消失,而是溶解到水里,成了砂糖的溶液,砂糖的溶液從外表看來(lái),和純水一樣的澄清、透明和均一,但只要蘸一些來(lái)嘗嘗,就會(huì)感到有砂糖的甜味。
在砂糖溶液里,水是用來(lái)溶解砂糖的,我們稱它為溶劑砂糖是被水所溶解的,我們稱它為溶質(zhì)。一般說(shuō)來(lái),凡是用來(lái)溶解其他物質(zhì)的液體,稱為浛劑;凡是被溶劑所溶解而成溶液的物質(zhì),稱為溶質(zhì)。
水是最常用的溶劑,但并不是唯一的溶劑,在某些情況下,另外一些液體也被用來(lái)做溶劑,我們的衣服上沾上了油漬,我們常用汽油來(lái)揩刷這是因?yàn)槠陀兄芙庥皖惖哪芰?,是油類的很好溶劑.我們平常用?lái)殺滅害蟲(chóng)的滴滴涕(DDT)噴射劑,是滴滴滴涕藥粉的煤油溶液;碘酒是碘的酒精溶液,這里所用的溶劑也都不是水,而是煤油或酒精。
話雖如此,水溶液(就是用水為溶劑的溶液)畢竟是一類最普遍、最重要的溶液,在本章里我們所討論的溶液,指指的也是水溶液
上面我們談到砂糖溶液從外表看來(lái)是澄清、透明和均的.其實(shí),不僅砂糖溶液如此,一切物質(zhì)的溶液都有澄清、透明和均一的外形特征.有些物質(zhì)的溶液,雖然是有顏色的,例如硫酸銅的溶液是藍(lán)色的,但它仍然是澄清、透明和均一的溶液不僅用我們的肉眼看來(lái)是完全均一的,即使把它們放在放大率最好的顯微鏡下來(lái)觀察仍然是完全均一的,分不出溶質(zhì)和溶劑。
為什么一切溶液都具有澄清、透明和均一的外形特征呢?這就必須了解物質(zhì)的溶解究竟是怎么一回事.當(dāng)我們把固體溶質(zhì)放在水里的時(shí)候,溶質(zhì)表面上的分子由于受到水分子的吸引,逐漸脫離固體,再依靠分子的運(yùn)動(dòng),最后均勻地?cái)U(kuò)散在整個(gè)液體里,成為溶液。在溶液里,溶質(zhì)是以單個(gè)分子狀態(tài)均勻地分散到溶劑里去的,我們知道,分子是極其微小的在溶液里,溶質(zhì)既是以單個(gè)分子分散著的,所以它是完全看不見(jiàn)的.這樣,溶液就表現(xiàn)出澄清、透明的特性來(lái)。
我們還知道,分子總是處在不斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中.在溶液里,溶質(zhì)、溶劑的分子都在迅速地運(yùn)動(dòng)著.因此,溶液的各個(gè)部
另外,單個(gè)分子也是非常小的,它所受重力或者說(shuō)地心分,都是十分均勻的。
另外,單個(gè)分子也是非常小的,它所受重力(或者說(shuō)地心引力)的作用很小,它本身運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度有足夠的力量克服它所受的地心引力.因此,溶液是十分穩(wěn)定的,即使把它放置得很長(zhǎng)的時(shí)間(只要不讓溶液里的水分蒸發(fā),也不使溶液溫度發(fā)放生變化),溶質(zhì)也不會(huì)從溶液里分離出來(lái)。
現(xiàn)在,我們可以得出溶液的初步定義:溶質(zhì)以單個(gè)分子均勻地分散在溶劑分子間的液體叫做溶液.溶液具有澄清、透
明、均一的外形特征.
濁液一一懸濁液和乳濁液 我們知道,并不是所有的物質(zhì)都能溶解在水里的.例如,把泥土放在水里,泥土很快地沉
到水底,并不能生成泥土的溶液.如果把它劇烈振蕩或攪拌,雖也能使泥土?xí)簳r(shí)地分散為微小的顆粒,并散布在整個(gè)液體里.但不管我們?cè)鯓佑昧φ袷?,所得泥水總是渾濁、不透明?/span>不均一的,往往用肉眼就可看到其中懸浮有許多微小的泥泥土
的顆粒,很顯然,即使其中最小的顆粒,也決不會(huì)是單個(gè)分子(因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)講過(guò),分子是極其微小的,它是不能用肉眼甚
至最好的顯微鏡直接觀察到的),而是巨大數(shù)量的分子的聚集體,象這樣的液體,它和上面所講的溶液的定義是不符合的因此不能稱做溶液,我們稱它為懸濁液.懸濁液就是散布著固體微小顆粒(很多分子的聚集體)的液體。
懸濁液不僅在外形上和溶液不同,它還是不穩(wěn)定的.把懸濁液靜置一些時(shí)候,懸浮在液體里的泥土顆粒(首先是那些比較粗大的)就會(huì)因重力的作用而逐漸下沉,從液體里分離出來(lái),沉積在容器的底部。
另外,象植物油(例如豆油、菜油等)、煤油等液體,也是不溶于水的,把它們放在水里,就會(huì)分成明顯的兩層.如果加以劇烈的振蕩,它們就分散成為許多微小的液滴,散布在水里,并使整個(gè)液體成為乳白色.很顯然,這些微小的液滴,也決不會(huì)是油的單個(gè)分子,也是巨大數(shù)量分子的聚集體,因此,這類液體同樣不能稱做溶液,我們稱它為乳濁液.乳濁液就是散布著許多微小液滴(很多分子的聚集體)的呈乳白色的液體在日常生活里,我們接觸到的乳濁液是很多的,如牛奶、乳白、魚(yú)肝油等都是乳濁液.乳濁液也是渾濁、不透明和不均一的,有些乳濁液(例如牛奶)從外表看來(lái)好象是均一的,但只要放在顯微鏡下,就可看到有很多:微小的液滴懸浮在液體里(圖4.1)。
乳濁液也是不穩(wěn)定的.油和水劇烈振蕩后所成的乳濁液,只要振蕩一停止,油和水很快就會(huì)分成兩層.如果在此乳濁液內(nèi),加入少許肥皂液,雖然可以使它比較穩(wěn)定些(這里所用的肥皂液,稱做乳化劑),但若放置的時(shí)間稍長(zhǎng),最后仍會(huì)分成兩層.
懸濁液和乳濁液總稱為濁液.
溶液和濁液的比較 根據(jù)上面所講的,我們們可以看到溶液和濁液有它們相同的地方,也有不同同的地方.相同的地方就是它們都是一種物質(zhì)被分割成為很小的微粒,并分散在另種物質(zhì)(水)里;不同的地方是它們被分割的程度不同:在溶
液里,溶質(zhì)被分割為單個(gè)分子;在濁液里,固體或液體被分割后的微小顆粒或液滴滴,都不是單個(gè)分子,而是很多分子的聚集體,它比起單個(gè)分子來(lái)要大得多和重得多.溶液和濁液在外形特征上以及在穩(wěn)定性上所以存在著這樣明顯的差異,歸根
到底就是由于這種分割程度不同所引起的。
下面是溶液和濁液的比較表。
溶液的重要意義 在化學(xué)里,研究溶液有著十分重要的實(shí)際意義,下面的實(shí)驗(yàn)將生動(dòng)地說(shuō)明這點(diǎn),把于燥的氯化汞
(HGC12,又稱升汞,是一種白色粉末狀的固體試劑,有毒,使用時(shí)要注意?。┖偷饣洠↘I,是一種白色晶體)各少許放在研缽里,用玻棒把它們稍稍混和,看不出有什么顯著的現(xiàn)象發(fā)生但若用力研磨,就可看到白色粉末略顯黃色,說(shuō)明這兩種物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng),但反應(yīng)進(jìn)行得很慢。
如果我們把氯化汞和碘化鉀先分別溶解在水里,制制成溶液,然后后加少許碘化鉀溶液到氯化汞溶液里,立刻就會(huì)看到有很多橙紅色的沉淀產(chǎn)生.這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得非常迅速,幾乎在一瞬間就完成了.這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是:
2KI+Hgcl2=HgI2↓+2KC1
生成的橙紅色沉淀,就是碘化汞(HGI2).1
為什么固態(tài)的碘化鉀和氯化汞相混時(shí)反應(yīng)幾乎不能發(fā)生,即使經(jīng)過(guò)研磨磨,反應(yīng)進(jìn)行仍然很慢慢,但當(dāng)它們的溶液相混
時(shí),反應(yīng)卻進(jìn)行得十分明顯而迅速呢?我們知道,如果某兩種物質(zhì)是可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的,那末這兩種物質(zhì)的分子的相互接近、相互碰撞的機(jī)會(huì)越多,反應(yīng)就越容易發(fā)生.,當(dāng)固體物質(zhì)相混時(shí),只有它們表面的分子有相互接觸和碰撞的可能,這是
為數(shù)極少的,如果先把它們配制成為溶液,在溶液里,溶質(zhì)的分子均勻地分散在整個(gè)液體里,并且比較自由地運(yùn)動(dòng)著.當(dāng)這
兩種物質(zhì)的溶液相混時(shí),它們分子間相互接觸、相互碰撞的機(jī)會(huì)就要多得多了,因而反應(yīng)能很快地進(jìn)行.
由于這樣的緣故,在實(shí)驗(yàn)室里,我們常把一些固體試劑(只要它是能夠溶解于水的)配制成為溶液,讓許多化學(xué)反應(yīng)
在溶液里進(jìn)行.但溶液是怎樣配制的呢呢?這就要求我們學(xué)會(huì)許多有關(guān)物質(zhì)溶解的知識(shí),這些知識(shí)我們將在以后各節(jié)里陸
續(xù)談到.