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物质的溶解性及其影响因素

2017-10-31 18:49阅读:
物质的溶解性及其影响因素
溶解性是化学物质的诸多重要性质之一。在化学问题的讨论中,溶解性会关系到物质的分离、制取、鉴别及使用等方面。同时,在影响物质溶解性的因素及其规律的研究中,对物质的微观结构的阐述也有一定的意义。
尽管关于物质溶解性的理论,基本还没有被引入到中学化学教学中来,但是对这方面知识的归纳和解释还是十分重要的。
一、化学物质溶解性的
由于物质的溶解性与物质的本性及溶剂的本性相关,同时还受诸多外界因素的影响。所以,在目前的中学化学教学中,溶解度主要还是一个从实验得来的感性知识。一般都需要学生在归纳的前提下用记忆的方法来掌握。
教师可以将中学化学教学范畴内有关物质溶解性的知识归纳如下:
绝对不溶的化学物质在理论上是不存在的。
在一定程度上,应该将物质的溶解看作是是一个物理化学过程。
物质的溶解性可以相差很大,一般用溶解度来表示。其单位g/100gH2O”指的是,某温度下,该物质在100g溶剂H2O中形成饱和溶液时,所能溶解的克数。
用溶解度来讨论物质的溶解性时,通常认为溶解度大于10.0g,是易溶的;介于
10.0g-1.0g之间,是可溶的;在1.0g-0.010g之间,是微溶的;在0.010g以下,是难溶的。
在某些情况下,可以将“微溶”和“难溶”合并在一起,而简称为“不溶”。
对物质的溶解性,最好分为以下的几个类别来进行讨论。
(一)碱、酸、盐及固态氧化物在水中的溶解性
在讨论化学问题时,这一部分内容是最常被涉及到的。
1. 碱的溶解性:
NH3·H2OⅠA族氢氧化物、A族的Ba(OH)2,都溶于水。
A族的Ca(OH)2微溶于水。其余氢氧化物大多难溶于水。
2. 酸的溶解性:
H2SiO3不溶于水。其余的酸大多溶于水。
3. 酸性氧化物及碱性氧化物的溶解性:
对于能与水反应生成相应的可溶性酸或碱的氧化物(见上面的12),可以认为是可溶的。
对于不能与水反应的物质(如SiO2),或反应产物不溶于水的(如MgO),应该将其视作为“不溶”。
也就是说,氧化物的溶解性一般要由其相应的碱与酸的溶解性来决定。
4. ⅠA族阳离子的盐,及NH4+盐、NO3-盐、CH3COO-盐,多溶于水。
5. 大多数Cl-盐溶于水。AgClHg2Cl2不溶于水。PbCl2HgCl2微溶于水。
6. 大多数SO42-盐溶于水。BaSO4PbSO4不溶于水。CaSO4Ag2SO4微溶于水。
7. ⅠA族阳离子及NH4+离子的碳酸盐、磷酸盐都溶于水。
其余离子的碳酸盐、磷酸盐都难溶于水。而ⅡA族的HCO3-H2PO4-盐是可溶于水的。
8. ⅠA族阳离子及NH4+离子的硫化物溶于水。
其余过渡金属的硫化物多难溶。
9. AgNO3可溶,Ag2SO4微溶外,其余Ag+盐多难溶。
上述归纳是教材中“碱酸盐溶解性”表的补充。补充的理由如下:
1 氧化物的溶解性只要点一下,就可以与酸及碱的溶解性联系起来。这会更有助于学生的联想和记忆。
2. 一些HCO3-H2PO4-盐的溶解性在教材中已有涉及。
3. 硫化物在教学中也常遇到,应指出其溶解性。
4. AgNO3是中学化学中的常见试剂。所以Ag+盐的溶解性应补充进来。而NaAcPb(Ac)2在教材中也多有涉及,所以对CH3COO-的盐溶解性要有适当的补充。
5. 关于一些盐遇水后的分解,应该在盐的水解部分再突出出来。在这里指出这一问题,既不利于学生的记忆,还会把这一归纳搞得过于繁琐、
此外,还有一些物质的溶解性,要单独地记忆:
1. 随温度的升高,Ca(OH)2CaSO4的溶解性反而要降低。
2. Mg(OH)2的溶解性小于MgCO3NaHCO3的溶解性小于Na2CO3
3. 溶解性排序,AgCl>AgBr>AgICu(OH)2>CuS
4. NaCl的溶解度随温度的变化不大。CaF2不溶于水。
对难溶盐及氢氧化物来说,除了用溶解度以外,还常用溶度积这个概念来比较其溶解性。
(二)气态物质在水中的溶解性
对气态物质来说,除了可以用溶解度来表示其溶解性以外,还可以用“吸收系数”来表示其溶解性(一定温度下单位体积的溶剂所能吸收的气体体积数)。
对中学化学所涉及的气态物质,其溶解性知识的要点是:
1. NH3HFHClHBrHI,这几个氢化物都是极易溶的。H2S可溶。
2. 单质中F2与水反应,Cl2可溶。
3. 氧化物中SO2CO2NO2都可溶,并在溶解时会发生反应(NO2的反应特殊)。
4. 单质中的稀有气体、O2N2H2,不成盐氧化物中的NOCO,都是微溶或难溶的。
气态有机物的溶解性,应在有机物的部分来讨论。
气体与固体物质溶解性的一个最大不同点是,随温度的升高,所有气体物质的溶解性都会降低。
(三)有机物在水中的溶解性
大多数有机物是不溶于水的。如,
1. 烃、酯、高级脂肪酸、硝基苯、多糖,都不溶于水、
2. 乙醚、苯酚、苯胺微溶于水。含有苯环的物质多难溶或微溶于水。
3. 有机酸的钠盐多易溶于水。
4. 较低级(碳原子数不超过45)的醇、醛、酮、酸、酰胺、低聚糖、氨基酸,都可溶于水。
这些可溶有机物的一个特点是,碳原子数要少。另一个特点则是,要有亲水的-OH-CHO-COOH-NH2基团。这两个特点要同时得到满足,该物质才有显著的溶解性。
(四)一些物质在有机溶剂中的溶解性
常见的有机溶剂有,乙醇、甲醇、乙醚、丙酮、甘油、氯仿、CS2、苯等。
不同物质在这些溶剂中的溶解性有很大的差别,情况也极为复杂。
教材主要是,依据“相似相溶”原理指出了两点:
1. 有机物多易溶于有机溶剂。
2. Br2I2SP等单质,虽微溶或难溶于水,但易溶于有机溶剂。
如,溴和碘都比较容易溶解于汽油、苯、四氯化碳、酒精等溶剂中。
硫磺和白磷可溶于CS2
需要注意的是,这些单质在溶解时还可能有一个溶剂化的过程,即生成了溶剂化物。如,被水分子或乙醇溶剂化的碘分子是棕色或棕红色的。而碘在四氯化碳溶液中仍表现为原来的紫色。
以上这些内容就是,在中学化学教学范畴内,所涉及的有关物质溶解性的一些主要知识了。
二、影响离子型化合物溶解性的几个因素
对于离子型化合物在水中的溶解性,从物质结构的角度来看,一般应该都是易溶于水的。
因为水的介电常数很大,会使阴阳离子间的吸引力大为减小。这样离子就易受热运动的作用而相互分离,而溶解于水。
但,确实还有一部分离子化合物难溶

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