第五节 固体物质的溶解度

我们已经知道物质在水中有的是可溶的，有的是不溶的，那么对于可溶物质来说，你是否想过以下三个问题呢？

1. 同种溶质在一定条件(温度一定，溶剂的量一定)下，是否能无限量地溶解？

2. 不同溶质，在相同条件下，溶解的量是否相同？

3. 在条件改变时，溶质溶解的量又将怎样变化？

饱和溶液和不饱和溶液

［实验 8—19］称取硝酸钾和硝酸铵晶体各 20 克。然后在各盛有 10 毫升水的两支试管里，分别逐渐加入硝酸铵和硝酸钾，边加边振荡，一直到试管里的固体略有剩余时为止。(保留试管里的物质，供下面实验用。)

实验表明，在一定条件(一定的温度和一定量的溶剂)下，硝酸铵和硝酸钾都不能无限制地溶解。就是说，一定量溶剂里溶解溶质的量是一定的。

我们把在一定温度下，在一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质在这种溶剂里的饱和溶液；还能继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。

实验还表明：硝酸铵和硝酸钾在一定条件下，达到饱和时溶解的量差别很大。精确的实验还可证明，在 20℃时，10 克水中，硝酸铵能溶解 19.2 克， 而硝酸钾只能溶解 3.16 克。这些事实告诉我们，在相同条件下，不同物质的溶解能力是不同的。通常把一种溶质溶解在溶剂里的能力叫做溶解性。

【议一议】在叙述饱和溶液和不饱和溶液概念时，为什么特别要指出“一定温度”和“一定量的溶剂”呢？仔细观察下面实验现象来说明这个问题。

［实验 8—20］向实验 8—19 中盛有剩余硝酸铵晶体的细试管里滴加少量水，边滴加边振荡，观察溶液里硝酸铵晶体的量有什么变化。

［实验 8—21］给实验 8—19 中盛有剩余硝酸钾晶体的体试管小火加热， 边加热边振荡，观察溶液里剩余硝酸钾晶体有什么变化(保留溶液供下面实验用)。

实验表明，硝酸铵饱和溶液和硝酸钾的饱和溶液加水或加热时，结果都变成了不饱和溶液。可见，在增加溶剂的量或升高温度的情况下，饱和溶液可以变成不饱和溶液。

【想一想】怎样使不饱和溶液和饱和溶液相互转化呢？请在下面的括号内填上相应的条件。

饱和溶液和不饱和溶液在改变条件时，是可以相互转化的。因此，只有指明在“一定温度”和“一定量的溶剂里”，溶液的“饱和”和“不饱和” 才能有确切的意义。

固体物质的溶解度

物质溶解性不仅与溶质的性质有关，而且与溶剂的性质有关。例如，食

盐容易溶解在水里，但是很难溶解在汽油里；油脂很难溶解在水里，但是很容易溶解在汽油里。另外，溶质溶解的量还要受到温度和溶剂数量的影响。我们通常用溶解度来定量地描述一种物质在某种溶剂里溶解性的大小。在一定温度下，某物质在 100 克溶剂里达到饱和时所能溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。如果不指明溶剂，通常是指物质在水里的溶解度， 溶解度的单位一般是克。

各种物质在水中的溶解度是不同的。通常把在室温(20℃)时溶解度在 10

克以上的，叫易溶物质；溶解度大于 1 克的，叫可溶物质；溶解度小于 1 克

的，叫微溶物质；溶解度小于 0.01 克的，叫难溶物质。绝对不溶的物质是没有的。习惯上把难溶物质叫做不溶物质。例如，20℃时碳酸钙的溶解度为0.0013 克，所以把碳酸钙叫做不溶物质。由上可知，所谓易溶、可溶、微溶、难溶都是相对的。

固体物质溶解度的大小随温度的变化情况，可以用溶解度曲线形象地表示出来。

我们用实验的方法，测出各种物质在不同温度下的溶解度。然后用横坐标表示温度，纵坐标表示溶解度，就可以画出各种物质的溶解度随温度变化的曲线。这种曲线叫做溶解度曲线(图 8—3 和图 8—4)。

【练一练】根据溶解度曲线填表。

【议一议】

1. 根据溶解度曲线，比较表中三种物质的溶解度是怎样随温度的变化而变化的？

2. 在 20℃时，把 0.2 克熟石灰和 180 克硝酸铵分别加入 100 克水中， 充分溶解后形成的溶液，哪一种是饱和溶液？哪一种是浓溶液？有人说，浓溶液一定是饱和溶液，稀溶液一定是不饱和溶液，你认为这种说法符合实际情况吗？

图 8-3 几种固体物质的溶解度曲线

图 8-4 氢氧化钙的溶解度曲线关于溶解度的计算

【练一练】根据 20℃时食盐的溶解度，填充表中空格。

分析上表可知，一定温度下的饱和溶液，其中溶质的质量、溶剂的质量、溶液的质量与该温度下该物质的溶解度的关系，可用以下比例式表示：溶剂质量∶100 克=溶质质量∶溶解度溶液质量∶溶质质量=(100 克+溶解度)∶溶解度我们可以利用这些关系进行有关溶解度的计算。

1. 已知某一温度时，某物质饱和溶液里的溶质和溶剂的量，计算该物质的溶解度。

［例题 1］取 50 克 10℃的硝酸钠饱和溶液，把它蒸干，得到硝酸钠晶体

22.3 克，问 10℃时硝酸钠的溶解度是多少？

[解题分析]因为溶液的质量=溶质质量+溶剂质量。由题意可知，50 克硝

酸钠饱和溶液中，含有溶质 22.3 克，则溶剂为 50 克-22.3 克=27.7 克。就是说，在 10℃时 27.7 克水中溶解硝酸钠 22.3 克便形成饱和溶液。

[解]设 10℃时硝酸钠的溶解度为 x。(50 克-22.3 克)∶100 克=22.3 克∶x

100克 × 22.3克

x = 27.7克

= 80.5克

答：在 10℃时硝酸钠的溶解度是 80.5 克。

1. 已知某一温度时某物质的溶解度，计算一定量饱和溶液里该物质的质量。

[例题 2]求 20℃时 150 克食盐的饱和溶液里溶有食盐多少克？

[解题分析]根据溶解度曲线可知，20℃时 100 克水中最多能溶解 36 克食

盐，也就是说在 136 克食盐饱和溶液中溶有 36 克食盐。

[解]由溶解度曲线可知，20℃时食盐的溶解度是 36 克。设 20℃时 150 克食盐饱和溶液中溶有食盐的质量为 x。

(100 克+36 克)∶150 克=36 克∶x

x = 150克×36克 = 39.7克136克

答：20℃时，150 克食盐饱和溶液中溶有 39.7 克食盐。

1. 已知某一温度时某物质的溶解度，计算把一定量的溶质配制饱和溶液时，所需水的质量。

［例题 3］已知 20℃时蔗糖的溶解度是 203 克，晃试*20℃时要把 40.6 克蔗糖配成饱和溶液，需要水多少克？

［解题分析］已知 20℃时 100 克水中溶解 203 克蔗糖后成为饱和溶液。

［解］设 20℃时 40.6 克蔗糖要加入质量为 x 的水才能配成饱和溶液。100 克∶x＝203 克∶40.6 克

x = 100克×40.6克 = 20克

203克

答：20℃时 40.6 克蔗糖配成饱和溶液，需加 20 克水。

【练一练】

1. 在 20℃时，把 200 克饱和食盐水加热蒸发掉 20 克水后，再冷却至 20

℃，问能析出多少克食盐晶体(20℃时食盐的溶解度是 36 克)？

(提示：析出溶质的质量等于蒸发掉的水中溶解溶质的质量。)

1. 食盐在 0℃时的溶解度是 35.7

   克，0℃时食盐饱和溶液的溶质质量分数是多少？

结晶法分离混合物

几种可溶性固态物质的混合物，可以根据它们在同种溶剂里溶解度的不同，用结晶方法加以分离。

［实验 8—22］在烧杯中加入 10 克硝酸钾和氯化钠的混合物(食盐的量较少)注入 15 毫升水，加热，使混合物完全溶解。然后将溶液冷却至室温， 观察晶体的析出。再进行过滤。

【议一议】根据氯化钠和硝酸钾的溶解度曲线，能否进一步确定析出的

是什么晶体？

从它们的溶解度曲线可以看出，由于硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，当温度降低时，部分硝酸钾便从溶液中结晶出来。而食盐的溶解度受温度的影响较小，它在混合物中的量又较少，因而食盐仍留在溶液里。经过过滤，就得到较纯净的硝酸钾晶体。要得到纯度更高的硝酸钾晶体，可把结晶出来的硝酸钾晶体重新溶解在蒸馏水里，加热，制成饱和溶液，冷却，使它再一次结晶，然后过滤，这样的分离方法叫做“重结晶”或叫“再结晶”。结晶、重结晶在工业生产上用来提纯物质。例如，从盐卤中提取氯化钾、氯化镁；从甘蔗或甜菜汁中提取糖，等等。