張新林
摘 要:溶解度曲線在解決溶液中的有關(guān)問(wèn)題用途比較廣泛,尤其在解決飽和溶液和不飽和溶液的相互轉(zhuǎn)化;同一溫度下不同溶質(zhì)的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小的比較;固體溶質(zhì)的結(jié)晶方法;溫度變化時(shí)不同溶質(zhì)的溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小的比較有著自己獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。下面就是溶解度曲線在這四個(gè)方面的作用的探究。
關(guān)鍵詞:溶解度;飽和溶液;結(jié)晶;溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
一、飽和溶液和不飽和溶液相互轉(zhuǎn)化的方法
利用溶解度曲線解決怎樣變化溫度使飽和溶液與不飽和溶液相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題,只需知道溶解度曲線各個(gè)部分的含義。如下圖所示,溶解度曲線以下的區(qū)域?yàn)椴伙柡腿芤?,如點(diǎn)C。溶解度曲線的上部包括溶解度曲線的區(qū)域是飽和溶液區(qū)域,如點(diǎn)A、B。
要讓飽和溶液轉(zhuǎn)化為不飽和溶液只需將溶液從飽和溶液區(qū)域移至不飽和溶液區(qū)域;不飽和溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液只需將溶液從不飽和溶液區(qū)域轉(zhuǎn)化為飽和溶液區(qū)域。這種思維方法無(wú)論對(duì)溶解度隨溫度升高而增大的的物質(zhì)還是溶解度隨溫度升高而減小的物質(zhì)都非常適用,具體過(guò)程如下:
對(duì)于溶解度隨溫度升高而增大的溶質(zhì),從點(diǎn)①到點(diǎn)②就是飽和溶液轉(zhuǎn)化為不飽和溶液,對(duì)應(yīng)為升溫。從點(diǎn)②移至點(diǎn)①就是不飽和溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液對(duì)應(yīng)為降溫。
二、結(jié)晶的方法
影響固體的溶解度的外因是溫度。固體的溶解度受溫度的影響分為三種情況:
(1)多數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而較快增加。
(2)少數(shù)物質(zhì)的溶解度受溫度變化影響不大(NaCI)。
(3)個(gè)別物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小【Ca(OH)2】。
固體溶質(zhì)結(jié)晶的過(guò)程,實(shí)質(zhì)就是其溶解度降低。
對(duì)于溶解度隨溫度升高較快增加的固體溶質(zhì),結(jié)晶的方法:降溫。
對(duì)于溶解度隨溫度升高降低的固體溶質(zhì),結(jié)晶的方法:升溫。
對(duì)于溶解度受溫度變化影響不大的固體溶質(zhì),結(jié)晶的方法:蒸發(fā)溶劑。
三、溫度變化時(shí),不同溶質(zhì)的剛好飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小的判斷
首先,在降溫或升溫時(shí),同一種物質(zhì)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化其實(shí)不要關(guān)注溫度的變化,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注溫度變化過(guò)程中該物質(zhì)溶解度的變化,當(dāng)溶解度升高時(shí),溶液中有可供溶解溶質(zhì)的溶液,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大;沒(méi)有可供溶解溶質(zhì)的溶液,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,剛好飽和的溶液,變成不飽和溶液。溶解度降低時(shí),飽和溶液會(huì)結(jié)晶,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,不飽和溶液無(wú)法判斷。那么對(duì)于剛好飽和溶液來(lái)說(shuō),在溶解度升高時(shí)只是變成不飽和溶液,而溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,即溶解度升高前后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是由較低溶解度解決的。對(duì)于剛好飽和的溶液來(lái)說(shuō),在溶解度降低時(shí),溶質(zhì)會(huì)結(jié)晶,會(huì)變成較低溶解度時(shí)的過(guò)飽和溶液,這時(shí)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是由較低溶解度決定的??傊煌苜|(zhì)的剛好飽和溶液在溫度變化時(shí),質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的判斷方法是:首先找出每一種物質(zhì)的最低溶解度;再比較最低溶解度的大小,溶解度較大的物質(zhì)在最終形成的溶液中,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大。下面舉例說(shuō)明:
如圖是A、B、C三種固體物質(zhì)的溶解度曲線,回答下列問(wèn)題:
1.t3℃時(shí),A、B、C的飽和溶液降溫后,形成的溶液中A、B、C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小關(guān)系?
①由已知得知,都是t3℃時(shí)A、B、C的剛好飽和的飽和溶液,降溫到t2℃時(shí),A、B的飽和溶液中都有A、B析出,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,
是飽和溶液。溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由t2℃時(shí)的溶解度決定。由圖形可知,其溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。C的溶液中,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,和t3℃時(shí)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,而t3℃時(shí),C是飽和溶液,其溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由t3℃時(shí)的溶解度決定。要比較t2℃時(shí)A、B、C的質(zhì)量分?jǐn)?shù),就比較t2℃時(shí)A、B的溶解度和t3℃時(shí)C的溶解度這三者之間的大小。由圖形可知A=B>C。
2.t1℃時(shí),A、B、C的剛好飽和溶液升溫t2后,形成的溶液中A、B、C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小關(guān)系?
由已知得知,都是t1℃A、B、C的剛好飽和的飽和溶液,升溫到t2℃時(shí),C的飽和溶液中C要結(jié)晶析出,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,是飽和溶液。溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由t2℃時(shí)得溶解度決定。A、B的溶液中,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,和t1℃時(shí)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,而t1℃時(shí),A、B是飽和溶液,其溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由t1℃時(shí)的溶解度決定。
要比較t2℃時(shí)A、B、C的質(zhì)量分?jǐn)?shù),就比較t1時(shí)AB的溶解度和t2℃時(shí)C的溶解度這三者之間的大小,由圖形可知:B>C>A。
總之,溶解度曲線在解決有關(guān)溶液中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),利用上述的教學(xué)思想和方法可使學(xué)生輕松地學(xué)懂、學(xué)會(huì)此類問(wèn)題,達(dá)到理想的教學(xué)效果。