第一节论盐溶化

在化学语言中,溶化(solution)和溶解(dissolution)这两个术语长期混淆,而且极不适当、不加区别地用来既表示某种盐的粒子在某种流体,譬如水中分开,又表示某种金属在某种酸中分开。对这两种操作的结果稍加思考,就足以说明它们不应当混为一谈。在盐的溶化中,盐粒子仅仅彼此分离,而无论是盐还是水都完全不分解;我们能够以与操作前相同的量重新得到这二者。树脂溶化于醇,发生相同的情况。相反,在金属的溶解中, 无论是酸还是稀释它的水,总是发生分解;金属与氧化合变成氧化物,离析出一种气态物质;结果所用的物质在操作之后实际上皆不处于与它们在操作之前相同的状态。此节限于考虑溶化。

要完全理解盐溶化的过程中所发生的事情,必须知道,在大多数这种操作中,靠水溶化和靠热素溶化,这两种性质截然不同的作用搅在一起;由于对大多数溶化现象的解释依赖于对这两种情况的区分,因此我将详述它们的本质。

通常称作硝石的硝酸草碱,几乎不含,也许甚至完全不含结晶水;然而这种盐在几乎不高于沸水的热度中便液化。因此这种液化不能靠结晶水来产生,但是由于此盐本质上极易熔化的缘故,当温度升高至沸水温度之上一点点时,它就从固体聚集态变为液体聚集态。一切盐都能以这种方式被热素液化,只是要用高低不同的温度。有些盐,譬如亚醋酸草碱和亚醋酸苏打,用其温和的热液化,而另一些盐,譬如硫酸草碱、硫酸石灰等等,则需要我们能够产生的最强的火。由热素引起的盐的这种液化,正好产生与冰的融化相

同的现象;每种盐完成液化都靠确定的热度,此热度在整个液化过程中总是相同。热素在盐熔化过程中被花费被固定,相反,当盐凝结时则被离析。这些就是在每一种物质由固体聚集态过渡为流体聚集态,以及由流体过渡为固体的过程中所普遍发生的普通现象。

这些靠热素而溶化所引起的现象,总是或少或多地与在水中溶化的过程中所发生的现象相联系。我们不能把水倒在某种盐上有意使其溶化而不使用某种复合溶剂,无论是水还是热素;因此,我们可以根据每种盐的本质和存在方式,对几种溶化情况加以区分。例如,如果某种盐难以在水中溶化,靠热素却容易溶化,那么显然就得出,此盐在冷水中将难以溶化,在热水中则相当多地溶化;硝酸草碱,尤其是氧化盐酸草碱,便是如此。如果另一种盐在水和热素中几乎都不能溶化,那么,它在冷水和温水中的溶化度之差就无足轻重了;硫酸石灰便属于这一种。从这些考虑得出,在下列情况之间存在着一种必然的关系;盐在冷水中的溶化度、它在沸水中的溶化度,与同样的盐无助于水而被热素液化的温度;而且,热水和冷水中的溶化度之差与其在热素中的迅速溶化相比,即与其在低温中的液化敏感性相比,是如此之大。以上是关于溶化的总的观点;不过,由于缺乏特定的事实和充分精密的

实验,它仍然不过是接近某个特定的理论的一种近似。使化学科学的这个部分完善的手段极为简单;我们仅须确定一定量的水在不同温度下使每种盐溶化了多少;而且,由于通过德·拉普拉斯先生和我所发表的实验,精确地知道一磅水在温度计的每一度所含热素的量,因此,用简单的实验就极容易确定溶化每种盐所需要的水和热素的比例、每种盐液化时所吸收的热素的量以及结晶时离析的热素有多少。于是,盐在热水中何以比在冷水中能更迅速地溶化的原因就十分明显了。在盐的所有溶化中,都要花费热素;当从周围物体在中间提供热素时,它就只能缓慢地到达盐;而当所需要的热素事先已与溶液的水化合而存在时,这就大大加速了。

一般说来,水的比重由于溶化了盐而增大;不过这条规则有某些例外。因此,组成每种中性盐的根、氧和基的量、溶化所必须的水和热素的量、传递给水的增加了的比重以及晶体的基本粒子的形状,在某个时候都将精确地知道。一切关于结晶的情况和现象都将根据这些得到解释,化学的这个部分将通过这些手段而完善。塞甘(Seguin)先生已经制订了详尽探索这种情况的方案,它极有能力实施这个方案。

在水中溶化盐不需要特定的装置;大小不一的小玻璃管形瓶(图版Ⅱ, 图 16 和图 17)、陶平底盘(图 1 和图 2)、长颈卵形瓶(图 14)、铜或银的平底锅或盆(图 13 和图 15)就完全满足了这些操作。