平凡人
第1楼2012/06/22
溶液 - 简介
两种或两种以上化学性质可区别的物质所组成的均匀混合物。溶液的组成比有一定的连续变化范围,溶液的性质随组成比而连续变化,均匀是指在这个单一相中物质的分散程度达到分子水平。具有上述特征的实体可能是气态的、固态的或是液态的,溶液一词习用上是专指液体溶液,特别是水溶液;对于液-液组成的溶液在多数事例中称为混合物(见溶液类型)。
溶液对于气体或固体溶于液体而成的溶液,习惯上把气体或固体叫溶质,液体叫溶剂;对于两种液体所组成的溶液,则把含量较多的组分叫溶剂,少者叫溶质,它们具有相对的意义。
在自然界中纯物质极少,溶液是最主要的物质存在形式。人体中的体液是溶液,不知道溶液性质就不能了解生命现象;黄铜是铜和锌的溶液(合金);空气则是由氮气、氧气、稀有气体等组成的气体混合物。要了解这些物质,就需要了解溶液性质的基本规律和内在原因。又如在许多工业过程中,反应必须在溶液中才容易发生和控制,溶剂环境影响着化学反应的机理和速率;化工生产中的萃取、蒸馏、盐析等操作和生物学、地球化学、地质学等学科研究中都涉及溶液,因此,溶液问题在化学和这些学科中占有重要位置。
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第3楼2012/06/22
溶解度 溶解是人们经常遇到的现象,不同物质形成溶液的可能性和溶解度的大小等问题,早为人们所关注,但迄今认识上还很不成熟。早期人们根据一些经验来认识它。例如,水是具有多羟基分子物质的良溶剂;烃类易于相互溶解;二硫化碳是硫和碘的良溶剂,而对分子中具有极性集团的物质则是不良溶剂。所以,曾以一句谚语“相似者相溶”来描述这种溶解的特性。然而,随着溶液种类的增多,发现这个原则不能概括许多事例,例如甲醇和苯、水和二甲基甲酰胺、苯胺和二乙基醚、聚苯乙烯和氯仿在室温下皆能在全组成比范围内混溶。这里,每对物质的分子是不相似的。也可以指出一些相似而不溶的情况,例如,聚乙烯醇不溶于乙醇;醋酸纤维不溶于乙酸乙酯;聚丙烯腈不溶于丙烯腈;四氯化锡在苯中比在四氯化碳中更易溶解。这些事例表明:以“相似与否”作为原则,不能概括地描述多种多样的溶解性质。虽然如此,当前不使用“相似”一词,而根据分子极性所导致的分子间相互作用的大小来估计溶解性质的作法是有实用意义的,这一点可由表看出:
溶液
溶度参数 利用实验得到的物质的溶度参数,可以估计非电解质在有机溶剂中的溶解度。溶度参数 δ的定义是:
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第4楼2012/06/22
决定溶液性质的因素 在溶液中,分子足够接近,各种分子间的力皆起着一定作用;分子在溶液中占据空间,具有局部的和统计性质的排布状况。从本质上看,溶液性质和溶解现象决定于两方面特性:其一是溶液和纯物质的结构;其二是分子间作用力的大小和性质。例如普通盐水是由氯化钠离子晶体和缔合液体水所形成,在溶液中离子电场的作用导致一定数量邻近离子的水偶极子固定取向,性质上表现为与离子相联结,并且离子电场也影响着较远区域的水分子性质,并改变了水的初始结构状态。溶液性质随浓度的变化,也是由上述结构和分子、离子间相互作用的变化所决定。两个低碳的且碳原子数相近的烷烃混合时,体积和热量变化接近零值,所形成的混合物相当好地遵守拉乌尔定律。这显然是由于它们的纯质是非极性分子组成的简单分子液体,各自的分子间相互作用的大小和性质皆相近,得以形成接近理想的分子混合物。醇-水溶液的性质则取决于同种分子间氢键缔合结构的破坏和异种分子间氢键缔合结构的形成。随着溶液组分的不同,结构和分子间力的特征也不同,构成了溶液研究的广阔内容。
结构和分子间相互作用这两项因素不是各自独立的,分子间力左右着结构状态;结构状态又决定着体系的势能。与热力学函数联系起来,熵反映了无序度的量度,是一种结构性质;焓是势能的量度,就是使所有分子互相分离所需的能量。溶解是自发过程,在等温等压下吉布斯函数降低值ΔG是由焓变ΔH和熵变ΔS两项组成:
ΔG=ΔH-TΔS
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第5楼2012/06/22
溶液 - 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。
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。
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第8楼2012/06/22
溶液 - 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。
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第9楼2012/06/22
溶液 - 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。