溶解係數

溶解係數

溶解係數又叫溶解度是指在一定的溫度和壓力下,在100g溶劑中所能溶解溶質最大的克數。

基本介紹

  • 中文名:溶解係數
  • 外文名:solubility coefficient
  • 別稱:溶解度
  • 套用:化學
簡介,定量舉例,溶解,注意事項,天然氣溶解係數,

簡介

在一定的溫度和壓力下,物質在一定量的溶劑中溶解的最高量。一般以 100克溶劑中能溶解物質的克數來表示。一種物質在某種溶劑中的溶解係數主要決定於溶劑和溶質的性質。例如,水是最普通最常用的溶劑,甲醇和乙醇可以任何比例與水互溶。大多數鹼金屬鹽類都可以溶於水;苯幾乎不溶於水。溶解係數明顯受溫度的影響,大多數固體物質的溶解係數隨溫度的升高而增大;氣體物質的溶解係數則與此相反,隨溫度的升高而降低。 溶解係數與溫度的依賴關係可以用溶解係數曲線來表示。氯化鈉NaCl的溶解係數隨溫度的升高而緩慢增大,硝酸鉀KNO3的溶解係數隨溫度的升高而迅速增大,而硫酸鈉Na2SO4的溶解係數卻隨溫度的升高而減小。固體和液體的溶解係數基本不受壓力的影響,而氣體在液體中的溶解係數與氣體的分壓成正比。 物質的溶解係數對於化學和化學工業都很重要,在固體物質的重結晶和分級結晶、化學物質的製備和分離、混合氣體的分離等工藝中都要利用物質溶解係數的差別。

定量舉例

在一定溫度下,某物質在100g溶劑里達到飽和狀態(或稱溶解平衡)時所溶解的克數,叫做這種物質在這種溶劑里的溶解係數。在一定溫度和壓強下,物質在一定量的溶劑中溶解的最大量,叫做這種物質在這種溶劑里的溶解係數。溶解係數和溶解性是一種物質在另一種物質中的溶解能力,通常用易溶、可溶、微溶、難溶或不溶等粗略的概念來表示。溶解係數是衡量物質在溶劑里溶解性大小的尺度,是溶解性的定量表示。溶解係數常用符號S表示。溶解係數的單位用g/100gH2O表示。例如20℃,在100g水裡最多溶解36gNaCl,則氯化鈉在20℃的溶解係數是36g/100gH2O,可表示為S(NaCl)=36g/100gH2O。實際上溶解係數是沒有單位的相對比值,按法定計量單位,可用質量分數表示。例如在20℃,S(NaCl)=0.36。溶解係數也可以用飽和溶液的濃度表示。例如,氯化鉀在20℃的溶解係數是4.627mol/1000gH2O(此濃度為質量摩爾濃度),即表示20℃在1000g水中最多可溶解4.627mol的氯化鉀。難溶物質的溶解係數也可以用物質的量濃度(摩爾濃度)表示。例如在25℃,氫氧化鐵的物質的量濃度是0.45μmol/L,即表示1L氫氧化鐵飽和溶液里含0.45μmol氫氧化鐵。多數固體物質的溶解係數隨溫度的上升而增大,如氯化銨、硝酸鉀。少數物質的溶解係數受溫度變化的影響很小,如氯化鈉。含有結晶水的硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)的溶解係數開始隨溫度的升高而增大,當達到一定溫度(32.4℃)時,隨溫度的升高而減小(這時Na2SO4·10H2O脫水成Na2SO4)。含有結晶水的氫氧化鈣[Ca(OH)2·2H2O]和醋酸鈣[Ca(CH3COO)2·2H2O]等物質的溶解係數隨溫度的升高而減小。氣體的溶解係數隨溫度的升高而減小,隨壓強的增大而增大。

溶解

物質溶解於水,通常經過兩個過程:一種是溶質分子(或離子)的擴散過程,這種過程為物理過程,需要吸收熱量;另一種是溶質分子(或離子)和溶劑(水)分子作用,形
成溶劑(水合)分子(或水合離子)的過程,這種過程是化學過程,放出熱量。當放出的熱量大於吸收的熱量時,溶液溫度就會升高,如濃硫酸、氫氧化鈉等;當放出的熱量小於吸收的熱量時,溶液溫度就會降低,如硝酸銨等;當放出的熱量等於吸收的熱量時,溶液溫度不變,如氯化鈉蔗糖等。
固體溶質進入溶液後,首先發生微粒(分子或離子)的擴散(吸熱)過程,接著是形成水合離子或水合分子的水合過程(放熱)。這裡有化學鍵的破壞和形成,嚴格說都是物理-化學過程。其實對於強電解質來說,溶解和電離是難以截然分開的,因為離子的擴散就是電離。不過對於弱電解質說來,首先是擴散成分子(吸熱),然後在水分子作用下,化學鍵被破壞而電離成為自由離子(水合的)(這裡總體表現是吸熱還是放熱要看破壞化學鍵需要的能量多,還是水合釋放能量多了)。
假如是非電解質,那么溶解就是擴散與形成水合分子兩個過程了。
一些溶質溶解後,會改變原有溶劑的性質,如氯化鈉溶解在水中,電離為自由移動的鈉離子與離子,故形成的溶液具有導電性(純水不導電);乙二醇溶解在水中,可降低水的凝固點

注意事項

1、固體物質的溶解係數是指在一定的溫度下,某物質在100克溶劑里達到飽和狀態時所溶解的克數,用字母s表示,其單位是“g/100g水”。在未註明的情況下,通常溶解係數指的是物質在水裡的溶解係數。
2.氣體的溶解係數通常指的是該氣體(其壓強為1標準大氣壓)在一定溫度時溶解在1體積水裡的體積數。也常用“g/100g水”作單位(自然也可用體積)。
3.溶解係數是指在一定的溫度下,某物質在100克溶劑(通常是水)里達到飽和狀態時所溶解的克數。
4.特別注意:溶解係數的單位是克(或者是克/100克水)而不是沒有單位。

天然氣溶解係數

在一定溫度下壓力每增加0.1兆帕時單位體積原油中溶解天燃氣的多少。

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