关于此实验
把糖搅进茶里，糖会消失；但如果继续添加，最终会有一些糖留在杯底：这时溶液已达到饱和。物质的溶解量取决于温度，而溶解度曲线能准确显示这种关系。将盐加入烧杯中的水里，再加热和冷却，并在图表上用一个点追踪混合物的状态。当这个点位于曲线上方时，就会有晶体剩余；冷却热的饱和溶液会使晶体析出。
学习目标
- 定义溶解度和饱和溶液
- 从溶解度曲线读取溶解度数值
- 利用溶解度曲线判断混合物是否饱和
- 计算饱和溶液冷却后形成的晶体质量
- 说明如何通过冷却结晶，分离溶解度曲线不同的物质
使用方法
- 1在 20 °C 时，向硝酸钾溶液中慢慢加盐，直到晶体能留在底部。将质量与溶解度读数进行比较。
- 2在 20 °C 时，将 100 g 硝酸钾加入 100 g 水中。加热至 80 °C 后，晶体会怎样？
- 3现在将溶液冷却至 10 °C。晶体从多少 °C 开始出现？会形成多少克晶体？
- 4用氯化钠重复实验。为什么冷却不是从海水中获得盐晶体的好方法？
- 5将水量加倍至 200 g。能够溶解的质量会如何变化？溶解度会变化吗？
- 6选择硫酸锂并加热其饱和溶液。它的溶解度曲线有什么特别之处？
模型
假设
- 数据取自每隔 10 °C 的标准数据表，并以一条平滑且始终不超出表中数据的曲线连接。
- 溶液总是立即达到平衡。实际溶液可能会在晶体出现之前，过饱和一段时间。
- 加热溶液时没有水蒸发。硫酸铜按无水 CuSO₄ 计算，尽管它结晶时会形成蓝色的水合物。
在课堂上试试这个实验
- Q1硝酸钾在 50 °C 时的溶解度是多少？
- Q2在 40 °C 时，将 50 g 氯化钾加入 100 g 水中并搅拌。该溶液是饱和溶液吗？有多少氯化钾没有溶解？
- Q3将由 100 g 水配成的硝酸钾饱和溶液从 60 °C 冷却到 20 °C。会析出多少克晶体？
- Q4将含有少量氯化钠的硝酸钾混合物溶于热水中，再冷却。哪种物质会先结晶析出？为什么？
- Q5水温升高时，气体在水中的溶解度会降低。为什么这会危害发电站附近河流中的鱼类？
常见问题
为什么大多数固体在热水中溶解得更好？
对于大多数盐，溶解会从周围环境中吸收能量。升高温度会提供这种能量，因此在溶液达到饱和之前，可以溶解更多固体。
曲线下方的一个点意味着什么？
该溶液未饱和：它所含的溶质少于该温度下所能容纳的量，因此仍有更多溶质可以溶解。曲线上方的一个点意味着有一部分固体会保持未溶解状态。
氯化钠曲线为什么如此平坦？
因为它的溶解度几乎不随温度变化：20 °C时约为36 g，100 °C时约为40 g。要从海水中得到盐，必须蒸发水，而不是冷却海水。