溶液

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溶液

  

目录

一、溶液的定义

分散质的粒子直径<1nm(10-9m)的分散系。分散质是分子或离子,具有透明、均匀、稳定的宏观特征。

溶液是由至少两种物质组成的均一、稳定的混合物,被分散的物质(溶质)以分子或更小的质点分散于另一物质(溶剂)中。溶液是混合物。物质在常温时有固体、液体和气体三种状态。因此溶液也有三种状态,大气本身就是一种气体溶液,固体溶液混合物常称固溶体,如合金。一般溶液只是专指液体溶液。液体溶液包括两种,即能够导电的电解质溶液和不能导电的非电解质溶液。所谓胶体溶液,更确切的说应称为溶胶。其中,溶质相当于分散质,溶剂相当于分散剂。在生活中常见的溶液有蔗糖溶液、碘酒、澄清石灰水、稀盐酸、盐水、空气等。

按聚集态不同分类:

气态溶液:气体混合物,简称气体(如空气)。

液态溶液:气体或固体在液态中的溶解或液液相溶,简称溶液(如盐水)。

固态溶液:彼此呈分子分散的固体混合物,简称固溶体(如合金)。

读法:一般读作“某某(溶质)的某(溶剂)溶液”,如酒精可读作“乙醇的水溶液”

说明:如果溶剂是水,可以简称为某溶液

如“乙醇的水溶液”可以叫做乙醇溶液

如果两种液体互溶,有水则以水为溶剂,否则以质量大的为溶剂  

二、溶液的组成

1.溶质: 被溶解的物质

2.溶剂: 能溶解其他物质的物质

3.两种液互溶时溶,一般把量多的一种叫溶剂,量少的一种叫溶质。

4.两种液互溶时溶,若其中一种是水,一般将水称为溶剂。

5.固体或气体溶于液体,通常把液体叫溶剂。

其中,水(H2O)是最常用的溶剂,能溶解很多种物质。汽油、酒精、氯仿、香蕉水也是常用的溶剂,如汽油能溶解油脂,酒精能溶解碘等等。

溶质可以是固体,也可以是液体或气体;如果两种液体互相溶解,一般把量多的一种叫做溶剂,量少的一种叫做溶质。  

三、溶液的性质

1.均一性:溶液各处的密度、组成和性质完全一样;

2.稳定性:温度不变,溶剂量不变时,溶质和溶剂长期不会分离;

3混合物:溶液一定是混合物。  

四、溶液的分类

饱和溶液:在一定温度、一定量的溶剂中,溶质不能继续被溶解的溶液。

不饱和溶液:在一定温度、一定量的溶剂中,溶质可以继续被溶解的溶液。

饱和与不饱和溶液的互相转化:

不饱和溶液通过增加溶质(对一切溶液适用)或降低温度(对于大多数溶解度随温度升高而升高的溶质适用,反之则须升高温度,如石灰水)、蒸发溶剂(溶剂是液体时)能转化为饱和溶液。

饱和溶液通过增加溶剂(对一切溶液适用)或升高温度(对于大多数溶解度随温度升高而升高的溶质适用,反之则降低温度,如石灰水)能转化为不饱和溶液。

规则溶液:1929年J.H.Hildebrand提出了规则溶液(Regular Solution)模型,并对规则溶液定义为:形成(混合)热不为零,而混合熵为理想溶液的混合熵,即

△H^M≠0

△S^M=△S理想混合=-R∑xi lnxi

规则溶液是更接近实际溶液的一种溶液。它的形成除混合熵不等于零外,其他特性和理想溶液一致。由规则溶液推导出的热力学规律,广泛应用于非电解质溶液,尤其对许多合金溶液的应用,更为合适。因此,对于冶金和金属材料科学来说,规则溶液理论是十分重要的。  

五、关于溶液的相关概念、计算及配制

相关概念

溶解度:一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。如果不指明溶剂,一般说的溶解度指的是物质在水中的溶解度。

气体溶解度是指压强为101kPa和一定温度时,气体溶解在1体积水里达到饱和状态时的体积。

计算

溶液质量=溶质质量 + 溶剂质量

但是溶液体积<溶质体积 + 溶剂体积

溶质的质量分数=溶质质量/溶液质量 × 100%

溶质质量=溶液质量 × 溶质的质量分数

溶液质量=反应物质量总和-生成气体的质量-生成沉淀的质量 或者 溶质质量/溶质质量分数

配制

实验室里,溶液的一般配制步骤:

1.按溶质的质量分数:计算、称量、量取、溶解、装瓶贴签。

2.按物质的量浓度:计算、称量、溶解、(冷却)、移液、洗涤、定容、摇匀。  

六、溶液的用途

溶液的用途

在溶液里进行的化学反应通常是比较快的。所以,在实验室里或化工生产中,要使两种能起反应的固体起反应,常常先把它们溶解,然后把两种溶液混合,并加以振荡或搅动,以加快反应的进行。

溶液对动植物的生理活动也有很大意义。动物摄取食物里的养分,必须经过消化,变成溶液,才能吸收。在动物体内氧气和二氧化碳也是溶解在血液中进行循环的。在医疗上用的葡萄糖溶液和生理盐水、医治细菌感染引起的各种炎症的注射液(如庆大霉素卡那霉素)、各种眼药水等,都是按一定的要求配成溶液使用的。植物从土壤里获得各种养料,也要成为溶液,才能由根部吸收。土壤里含有水分,里面溶解了多种物质,形成土壤溶液,土壤溶液里就含有植物需要的养料。许多肥料,像人粪尿、牛马粪、农作物秸秆、 野草等等,在施用以前都要经过腐熟的过程,目的之一是使复杂的难溶的有机物变成简单的易溶的物质,这些物质能溶解在土壤溶液里,供农作物吸收。  

七、溶液的形成

溶液形成的过程伴随着能量、体积变化,有时还有颜色变化。溶解是一个特殊的物理化学变化,分为两个过程。一是溶质分子或离子的离散,这个过程需要吸热以克服分子间的吸引力,同时增大体积;二是溶剂分子和溶质分子的结合,这是一个放热过程同时体积缩小。整个过程的综合情况是两方面的共同作用。  

八、溶液的计算

根据稀释前后溶质的总量不变进行运算,无论是用水,或是用稀溶液来稀释浓溶液,都可计算。

(1)用水稀释浓溶液

设稀释前的浓溶液的质量为m,其溶质的质量分数为a%,稀释时加入水的质量为n,稀释后溶质的质量分数为b%。

则可得m×a%=(m+n)×b%

(2)用稀溶液稀释浓溶液

设浓溶液的质量为A,其溶质的质量分数为a%,稀溶液的质量为B,其溶质的质量分数为b%,两液混合后的溶质的质量分数为c%。

则可得 A×a%+B×b%=(A+B)×c% (1)

或 A/B=(c%-b%)/(a%-c%) (2)

使溶液变浓(增大一倍)

1.增加溶质

令溶液质量为m g,溶质的质量分数为a%

若使其质量分数增大一倍

则要加am/100+2a g 的溶质

2.蒸发溶剂

令溶液质量为m g,则蒸发m/2 g溶剂

3.用浓溶液混合

令稀释前溶液质量为m g,溶质的质量分数为a%;稀释后溶液质量为n g,溶质的质量分数为b%

则有m g*a%+n g*b%/m g+n g*100%=b%

使溶液变稀

1.增加溶剂

令溶液质量为m g

若使其质量分数减小一倍

则要加m g溶剂  

九、溶液的温度变化

物质溶解,一方面是溶质的微粒——分子或离子要克服它们本身的相互之间的吸引力离开溶质,另一方面是溶解了的溶质要扩散到整个溶剂中去,这些过程都需要消耗能量,所以物质溶解时,要吸收热量。溶解过程中,温度下降原因就在于此。

如果溶解过程只是单纯的扩散,就应该全是吸热的,为什么还有的放热呢?原来,在溶解过程中,溶质的微粒——分子或离子不仅要互相分离而分散到溶剂中去,同时,溶解于溶剂中的溶质微粒也可以和溶剂分子生成溶剂化物(如果溶剂是水,就生成水合物)。在这一过程里要放出热量。

如NaOH,CaO溶于水Q放>Q吸,故升温

如NH4NO3溶于水Q放<Q吸,故降温(这是初中化学中为数不多的溶于水降温的物质)

参看

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