关于此实验
使用透明的结晶容器比较冷却和蒸发。两者都可能减少保持溶解状态的溶质数量，但改变的条件不同。本实验采用一个针对示例材料明确给出的线性溶解度模型，因此无需依赖未明确说明的经验数据表，就能核验所有晶体质量预测。
学习目标
- 在水的质量保持不变时冷却溶液，然后在温度保持不变时蒸发水，以回收溶质。请检查溶质物料衡算。
- 使用装置的直接控制、数值读数和可重复的试验来检验预测。
- 说明包含了哪些物理效应，以及哪些效应是有意排除的。
使用方法
- 1在100 g水中加入40 g溶质，从80 °C开始。确认溶质可以全部溶解。
- 2不蒸发水，将温度冷却至20 °C。记录晶体质量和已溶解溶质的质量。
- 3恢复至80 °C，并蒸发40%的水。与冷却的情况进行比较。
- 4对于每次试验，将已溶解的溶质质量与晶体质量相加。解释为什么即使溶液总质量减少，这个总和仍保持不变。
模型
假设
- 该材料是一种用于说明的理想溶质，并非针对某种特定化学物质拟合的模型。溶解度随温度线性上升：在20 °C时，每100 g水可溶解20 g；在80 °C时，每100 g水可溶解50 g。
- 固液平衡立即建立，并且有晶种可用。不考虑过饱和、成核延迟、晶体尺寸分布和潜热。
- 只有水会蒸发。溶质不挥发，所有固态和溶解态的溶质都留在容器中。晶体图示用于说明质量，并非按分子计数。
在课堂上试试这个实验
- Q1为什么晶体质量会增加，而溶质总质量保持不变？
- Q2在这个模型中，要使 40 g 溶质保持刚好溶解的状态，在 80 度时必须留下多少水？
常见问题
这是实测的硝酸钾数据吗？
不是。溶解度定律是一个明确设定的示例模型。实际材料需要各自实测的溶解度曲线。
为什么溶解容量降低时晶体会立即出现？
该模型假设系统处于平衡状态且已有晶种。它不预测成核时间或生长动力学。