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一、溶液的形成
1、溶液
(1)溶液的概念:一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一的、稳定的混合物,叫做溶液
能溶解其他物质的物质叫做溶剂,被溶解的物质叫做溶质。
(2)溶液的基本特征:均一性、稳定性
均一性:是指溶液中任一部分的浓度和性质都相同。
稳定性:是指外界条件(温度压强等)不变时,溶液长时间放置不会分层,也不会析出固体或放出气体。
注意:a、溶液是混合物;溶液不一定是液体。
b、溶液一般是透明的但不一定无色,如CuSO4溶液为蓝色FeSO4溶液为浅绿色Fe2(SO4)3溶液为黄色
c、溶质可以是固体、液体或气体;水是最常用的溶剂(实验9-2)
d、溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积(分子间有间隔)
e、溶质的质量是指分散到液体中的那部分物质的质量,未溶解的部分不能算在内。
溶质可以是一种,也可以是两种或两种以上,但溶剂只能是一种。
f、溶液的名称:溶质的溶剂溶液(如:碘酒——碘的酒精溶液)
g、不同的物质在水中的存在形式不同。一般来说,由分子构成的物质在水中以分子的形式存在,由离子构成的物质在水中以离子的形式存在。
2、溶液的用途
溶液在生产和科研中具有广泛的用途,与人们的生活息息相关。
化学反应在溶液中进行得快,制造某些产品的反应在溶液中进行,可以缩短生产周期。
溶液对动植物和人的生理活动都有着很重要的意义,植物吸收的养料必须以溶液形式存在,医疗上用的多种注射液也都是溶液。
名称:溶质在前,溶剂在后
3、溶质和溶剂的判断固体、气体溶于液体,液体为溶剂
有水,水为溶剂,
液体溶于液体
无水,量多的为溶剂
4、浊液分悬浊液和乳浊液(实验9-4)
固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物叫悬浊液;小液滴分散到液体里形成的混合物叫乳浊液。
悬浊液和乳浊液振荡后都呈混浊状态,静置后都分为两层。
5、乳化现象
(1)乳化剂:人们把能促使两种互不相溶的液体形成稳定乳浊液的物质叫做乳化剂,乳化剂所起的作用就叫乳化作用。乳化与溶解不同,乳化后形成的是乳浊液。
注意:用汽油与用洗涤剂清洗衣服上的油污有本质的区别,用汽油清洗是利用汽油来溶解油脂,形成的是溶液;而用洗涤剂清洗是利用洗涤剂将油珠乳化变小,形成的是乳浊液。
6、溶解时的吸热或放热现象
物质在溶解的过程中发生了两种变化:
(1)扩散过程:溶质的分子或离子向水中扩散,吸收热量
(2)水合过程:溶质的分子或离子与水分子作用,生成水合分子或水合离子,放出热量
a、扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,溶液温度升高,如氢氧化钠溶于水,浓H2SO4溶解时放出热量
b、扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量,溶液温度降低,如***铵溶于水时吸收热量。
C、扩散过程吸收的热量等于水合过程放出的热量,溶液温度不变,如***化钠溶于水。
二、溶解度
(一)、饱和溶液、不饱和溶液
1、概念:在一定温度下(溶质为气体时,还需要指明压强),向一定量的溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫做饱和溶液,还能继续溶解的溶液叫做不饱和溶液。
注意:
a、明确前提条件:一定温度,一定量的溶剂。因为改变溶剂量或温度,饱和溶液与不饱和溶液是可以相互转化的。
b、明确“某种溶质”的饱和溶液或不饱和溶液。
c、饱和溶液与不饱和溶液不是固定不变的,一旦前提条件发生改变,则溶液的饱和或不饱和状态也会发生改变。
2、判断方法:继续加入该溶质,看能否溶解。
3、饱和溶液与不饱和溶液之间的转化(对大多数物质而言)
不饱和溶液
饱和溶液
改变温度、蒸发溶剂、加溶质
改变温度、加溶剂
注:①Ca(OH)2和气体等除外,它的溶解度随温度升高而降低②最可靠的方法是:加溶质、蒸发溶剂
4、浓、稀溶液与饱和不饱和溶液之间的关系
在一定量的溶液里含溶质的量相对较多的是浓溶液,含溶质的量相对较少的是稀溶液。
和溶液不一定是浓溶液②不饱和溶液不一定是稀溶液,如饱和的石灰水溶液就是稀溶液
③在一定温度时,同一种溶质的饱和溶液要比它的不饱和溶液浓
(二)、溶解度
1、固体的溶解度
(1)溶解度的定义:在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量
四要素:①条件:一定温度②标准:100g溶剂③状态:达到饱和④质量:溶解度的单位:克
(2)溶解度的含义:
20℃时NaCl的溶液度为36g含义:
在20℃时,在100克水中最多能溶解36克NaCl或在20℃时,NaCl在100克水中达到饱和状态时所溶解的质量为36克。
m质
m剂
注意:通过溶解度可得该温度下该物质的饱和溶液中,溶质、溶剂和溶液的质量比。假设某温度下,某溶质的溶解度为Sg,则溶质、溶剂和溶液之间的质量比为S:100:(S+100)。
S=×100g
(3)影响固体溶解度的因素:①溶质、溶剂的性质(种类)②温度
大多数固体物质的溶解度随温度的升高而升高;如KNO3
少数固体物质的溶解度受温度的影响很小;如NaCl
极少数固体物质溶解度随温度的升高而降低。如Ca(OH)2
(4)固体物质的溶解性与溶解度的关系
20℃时S易溶>10g可溶1--1难溶<
溶解性:一种物质溶解在另一种物质里的能力。溶解性是物质溶解能力的定性表示,溶解度是物质溶解能力的定量表示。
2、固体物质溶解度的表示方法
(1)列表法(表9-1)(2)曲线法:用横坐标表示温度,纵坐标表示溶解度,画出物质的溶解度随温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。
(图9-12、9-13)
(3)溶解度曲线的意义
①溶解度曲线表示某物质在不同的温度下的溶解度或溶解度随温度变化的情况。
②溶解度曲线上的每一个点表示该溶质在某温度下的溶解度,此时的溶液必然是饱和溶液。
③两条曲线交叉点表示两种溶质在同一温度下具有相同的溶解度。
④在溶解度曲线下方的点,表示该溶液是不饱和溶液。
(4)溶解度曲线的变化规律
A、大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大,表现在曲线“坡度”比较“陡”,称之为“陡升型”,如***钾
B、少数固体物质的溶解度受温度的影响很小,表现在曲线“坡度”比较“平”,称之为“缓升型”,如NaCl
C、极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小,表现在曲线“坡度”下降,称之为“下降型”,如Ca(OH)2
(5)溶解度曲线的应用
A、可以查出某种物质在某温度下的溶解度。B、可以比较同一温度下,不同物质溶解度的大小。
C、可以确定温度对溶解度的影响状况。D、根据溶解度曲线可以确定怎样制得某温度时该物质的饱和溶液。
0
t1
t2
t3
N
t
S
P
A
例:
80
·
(1)t2℃时A的溶解度为80g
B
(2)P点的的含义在该温度时,A和C的溶解度相同
·
(3)N点为t3℃时A的不饱和溶液,可通过加入A物质,
C
降温,蒸发溶剂的方法使它变为饱和
(4)t1℃时A、B、C、溶解度由大到小的顺序C>B>A
(5)从A溶液中获取A晶体可用降温结晶的方法获取晶体。
(6)从B的溶液中获取晶体,适宜采用蒸发结晶的方法获取晶体
(7)t2℃时A、B、C的饱和溶液各W克,降温到t1℃会析出晶体的有A和B无晶体析出的有C,所得溶液中溶质的质量分数由小到大依次为A<C<B
(8)除去A中的泥沙用过滤法;分离A与B(含量少)的混合物,用降温结晶法
2、气体的溶解度
(1)气体溶解度的定义:在压强为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气体体积。
(2)影响因素:①气体的性质②温度(温度越高,气体溶解度越小)③压强(压强越大,气体溶解度越大)
注意:单位是体积单位
(3)用气体溶解度的知识来解释现象
A、夏天打开汽水瓶盖时,压强减小,气体的溶解度减小,会有大量气体涌出。
B、喝汽水后会打嗝,是因为汽水到胃中后,温度升高,气体的溶解度减小。
3、混合物的分离
(1)过滤法:分离可溶物+难溶物
(2)结晶法:分离几种可溶性物质
①概念:热的溶液冷却后,易溶解在溶液中的溶质从溶液中以晶体的形式析出,这一过程叫结晶。析出晶体后的溶液叫母液。
②结晶的两种方法蒸发溶剂结晶,一般适用于溶解度随温度变化不大的物质,如NaCl(海水晒盐)
冷却热饱和溶液结晶(降低温度),一般适用于溶解度随温度变化较大的物质,如KNO3
③结晶的应用----海水晒盐
原理:利用阳光和风力使水分蒸发,食盐结晶出来。
过程:海水---贮水池---蒸发池---结晶池食盐---***化钠
母液---多种化工产品
此过程中,结晶后得到的母液是食盐的饱和溶液,但不一定是其他化工产品的饱和溶液。
三、溶质的质量分数
说明:浓溶液,稀溶液知识粗略地表示溶液中溶质的多少,要准确地表示一定量的溶液里究竟含有多少溶质,即溶液的组成,常用溶质的质量分数或体积分数表示。
对于有色溶液来说,可以根据颜色的深浅来区分溶液的浓还是稀。
1、公式:
溶质的质量
溶液的质量
溶质质量分数=×100%
说明:
(1)溶质质量指已溶解在溶剂里的溶质的质量,不一定等于加入的溶质质量(即没有溶解的部分不计入溶质质量)。
(2)两种溶液混合后,总质量等于混合前两种物质的质量之和,但总体积往往比混合前两种物质的体积之和小。
(3)溶质的质量分数是一个比值,最后的计算结果用百分数表示。
(4)溶质的质量分数越大,表示一定量溶液中所含溶质质量越多,溶液越浓。
S
100+S
2、在饱和溶液中:
溶质质量分数C%=×100%(C<S)
3、溶质的质量分数与溶解度的比较
固体物质的溶解度
溶质的质量分数
意义
物质溶解性的亮度,受外界条件影响
表示溶液中溶质质量的多少,
不受外界条件的影响
溶剂量要求
100g
无要求
量的关系
表示溶质质量与溶剂质量的关系
表示溶质质量与溶液质量的关系
溶液是否饱和
一定达到饱和
不一定
单位
克
没有单位
联系
S
100+S
溶质质量分数C%=×100%(溶液饱和的前提下)
4、有关溶质质量分数的计算
简单计算类型:
(1)已知溶质和溶剂的质量,求溶液中溶质的质量分数。
(2)计算配制一定量、一定溶质质量分数的溶液所需溶质溶剂的量。
可用:溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数
溶剂质量=溶液质量-溶质质量
(3)溶解度与同温度下饱和溶液中溶质的质量分数的换算。
(4)溶质质量、溶剂质量、溶液质量的判定
A、结晶水合物溶与水时,其溶质为不含水的化合物,结晶水转为溶剂水。如CuSO4•5H2O溶解于水,溶质是CuSO4而H2O转变成溶剂水。
B、有些化合物溶与水后,会与水发生化学反应。如CaO溶于水,会与水发生反应CaO+H2O==Ca(OH)2 ,其溶质是Ca(OH)2 而不是CaO。
C、溶质只能是已经溶解的那一部分,没有溶解的不能作为溶质进行计算。
D、某化合物溶于水,要计算某一种溶质的质量分数时,溶液的质量应该包括混合物与水的质量。
E、有关溶液参加反应的计算,要确定最后的溶质是什么。溶液质量的确定是反应前的总质量减去生成沉淀和气体的总质量。在根据化学方程式列有关反应物、生成物的质量比时,要以溶质的质量列比例关系,而不能直接用溶液的质量或体积列比例关系。
注:只能用质量,不能用体积。
5、溶液的稀释和浓缩
(1)溶液的稀释
方法:A、加入溶质B、加入低浓度溶液
依据:稀释前后溶液中溶质的质量不变。
计算式:
A、加水稀释
A•a%=B•b%或A•a%=(A+m水)•b%式中,A代表浓溶液质量,a%表示其质量分数;B代表稀释后溶液质量,b%表示其质量分数;m水代表加入水的质量。
B、加入低浓度溶液稀释
A•a%+B•b%=(A+B)•c%式中c%代表混合后所得溶液的溶质质量分数。
(2)溶液的浓缩问题(溶质质量分数变大)
方法:A加入溶质B蒸发溶剂C与浓溶液混合
计算式:
A、加入溶质
A•a%+B=(A+B)•c%B为加入溶质的质量
B、蒸发溶剂
A•a%=(A-B)•c%B为蒸发的溶剂的质量
C与浓溶液混合
A•a%+B•b%=(A+B)•c%B为浓溶液的质量,b%为浓溶液中溶质的质量分数
注意:稀释或浓缩的原理就是改变溶液中溶质或溶剂的质量,溶质的质量变大,溶质的质量分数增大,溶剂的质量增大,溶质的质量分数变小。但要注意:当为饱和溶液时,增加溶质不会改变溶质的质量分数。
6、配制一定溶质质量分数的溶液
(1)用固体配制:
①步骤:计算、称量和量取、溶解
②仪器:托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒
(2)溶质为液体或将浓溶液稀释(稀释前后,溶质的质量不变)
①步骤:计算、量取、稀释
②仪器:量筒、滴管、烧杯、玻璃棒
注意事项:影响溶质质量分数变化的错误操作:A、药品不纯B、称量时药品和砝码放反了,且使用了游码;C、量取液体读数时视线没有和凹液面最低处保持水平。
说明:
A、导致配制溶液的溶质质量分数偏低的原因可能是:仰视量取水的体积(导致水的体积偏多)或俯视量取浓溶液的体积(导致浓溶液的体积偏少);用托盘天平称量固体物质时,将物质与砝码放反,且移动游码(导致称得固体质量偏小);烧杯内原来有水;固体溶质中含有不溶物或杂质等等。
B、导致配制溶液的溶质质量分数偏高的原因可能是:仰视量取浓溶液的体积(导致浓溶液的体积偏大)或俯视量取水的体积(导致水的体积偏小)。