溶液配制及濃度計(jì)算
銅臭 / 2022-07-06
第一節(jié)溶液的基本知識(shí)
一、溶液的定義
一種以分子、原子或離子狀態(tài)分散于另-種物質(zhì)中構(gòu)成的均勻而又穩(wěn)定的體系叫溶液。溶液由溶質(zhì)和溶劑組成。用來溶解別種物質(zhì)的物質(zhì)叫溶劑，能被溶劑溶解的物質(zhì)叫溶質(zhì)。溶質(zhì)和溶劑可以是固體、液體和氣體。按溶劑的狀態(tài)不同，瘠液可分為固態(tài)溶液(如合金)、液態(tài)溶液和氣態(tài)溶液(如空氣)，一般所說的溶液是指液態(tài)溶液。水是一種很好的溶劑，由于水的極性較強(qiáng)，能溶解很多極性化合物，特別是離子晶體，因此，水溶液是一類最重要、最常見的溶液。以下討論的溶液均指水溶液。
從物理化學(xué)研究的角度，把分散體系區(qū)分為真溶液、膠體溶液和懸濁液。物質(zhì)分散成微粒分布在另一物質(zhì)中稱為分散體系。被分散的物質(zhì)稱為分散相，分散相所在的介質(zhì)稱為分散介質(zhì)。例如氯化銀分散在水中，氯化銀是分散相，水是分散介質(zhì)。
按照分散相粒子的大小，可把分散體系分為真溶液(簡稱溶液)、膠體溶液和懸濁液三種，分散相的粒子直徑小于1nm (納米)的分散體系稱為溶液，直徑在1~ 100m的稱為膠體溶液，直徑大于100nm的稱為懸濁液。
溶液中溶質(zhì)和溶劑的規(guī)定沒有絕對(duì)的界限，只有相對(duì)的意義。通常把單獨(dú)存在和組成推液時(shí)狀態(tài)相同的物質(zhì)叫做溶劑， 如葡萄糖的水溶液，水稱為溶劑，葡萄糖稱為容質(zhì)。 如果是兩種液體相混溶，把量多的物質(zhì)稱為溶劑，例如20%的酒精水榕液，水是溶劑，乙醉是溶質(zhì)，含5%甲醇的乙醉溶液，把甲醇叫做溶質(zhì)，乙醇則是溶劑。
二、溶解過程
下面以固體在水中的溶解為例來討論溶解過程。
在一定溫度下，將固體物質(zhì)放于水中，溶質(zhì)表面的分子或離子由于本身的運(yùn)動(dòng)和受到水分子的吸引，克服固體分子間的引力，逐漸分散到水中，這個(gè)過程叫作溶解。
在溶解的同時(shí)，還進(jìn)行著一個(gè)相反的過程，即已溶解的溶質(zhì)粒子不斷運(yùn)動(dòng)，與未溶解的溶質(zhì)碰撞，重新被吸引到固體表面上，這個(gè)過程叫做結(jié)晶。當(dāng)溶解速度等于結(jié)晶速度時(shí)，溶液的濃度不再增加，達(dá)到飽和狀態(tài)，這時(shí)存在著動(dòng)態(tài)平衡。我們把在一定條件下達(dá)到飽和狀態(tài)的溶液叫做飽和溶液，稱還能繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液為不飽和溶液。
物質(zhì)在溶解過程中，有的會(huì)放熱，使溶液溫度升高，有的則吸熱，使溶液溫度降低，這叫做溶解過程的熱效應(yīng)，物質(zhì)在溶解過程中發(fā)生了兩個(gè)變化:一個(gè)是溶質(zhì)分子(或離子)克服它們相互間的吸引力向水分子之間擴(kuò)散，這是物理變化，這個(gè)過程要吸熱;另一個(gè)是溶質(zhì)分子(或離子)與水分子相互吸引，結(jié)合成水合分子。(或水合離子)這叫做溶劑化過程，是化學(xué)變化，這個(gè)過程要放熱。總的熱效應(yīng)為二者之和，習(xí)慣上統(tǒng)稱為溶解熱。溶解熱如為正值，表示溶解時(shí)放出熱量;如為負(fù)值，表示吸收熱量。1 摩爾的物質(zhì)在溶解時(shí)，所放出(或吸收)的熱量叫做該物質(zhì)的溶解熱。
在溶解過程中，溶液的體積也發(fā)生變化，溶質(zhì)和溶劑體積之和并不就是溶液的體積，乙醇和水混和后體積減小，而苯和乙酸混和后體積增加，這一現(xiàn)象也說明溶解過程不是一個(gè)機(jī)械混和過程，而是一個(gè)物理-化學(xué)過程。
為了加速溶解，可以采取研細(xì)溶質(zhì)、攪動(dòng)、振蕩和加熱溶液的方法。
三、溶解度
物質(zhì)在水中溶解能力的大小稱為溶解度。即在一定溫度下，某種物質(zhì)在100克溶劑中達(dá)到飽和時(shí)所溶解的克數(shù)。例如在20°C時(shí)，KCI在100克水中最多能溶解34.0克，KCI的溶解度就是34.0克/100克水。
影響物質(zhì)溶解度的因素很多，其中溫度的影響較大，大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增加，例如KNO?在0°C時(shí)，100克水中可溶解18克，100°C時(shí)可溶解246克。
不同的物質(zhì)在同一溶劑中的溶解度不同，同一物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度也不相同，-般符合相似者相溶的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，即物質(zhì)易溶解于性質(zhì)相似的物質(zhì)之中。例如極性物質(zhì)易溶于極性溶劑，非極性物質(zhì)易溶于非極性溶劑。
在常溫下，在100克溶劑中，能溶解10克以上的物質(zhì)稱為易溶物質(zhì)，溶解度在1~10克的稱為可溶物質(zhì)，在1克以下的稱為微溶及難溶物質(zhì)。這并不是嚴(yán)格的分類方法。
根據(jù)溶解度的概念可知，不同物質(zhì)在水中的飽和溶液濃度是不相同的。配制飽和溶液的方法是:查閱溶解度表，得知該物質(zhì)在室溫下的溶解度，稱取稍過量的溶質(zhì)，配制溶液，在溶解達(dá)到平衡后(可充分?jǐn)嚢杌蚍胖眠^夜)， 在溶液中保持過量未溶解的溶質(zhì)固體。
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