海水晒盐

郭顺东

我国拥有丰富的海洋资源，海水制盐历史悠久，早在5000年前的仰韶文化时期，先人就利用海水煮盐。新中国成立后，我国的海盐生产有了很大发展，年产量从1921年的250万吨增加到目前的2500万吨左右，占全国盐年产量的75％左右。亚洲最大的海盐生产基地就位于渤海湾的唐山南堡经济开发区，即河北省南堡盐场。走进南堡盐场，首先映入眼帘的是一望无垠的海滩，海水被拦截在一方方盐池里，在风吹日晒的条件下，海水里的氯化钠慢慢结晶出来。

那么氯化钠为什么会结晶析出呢?海水是一种以水为溶剂，以氯化钠等物质为溶质的溶液。氯化钠在一定量的水中能够无限制地溶解吗?如果把氯化钠换做硝酸钾行不行呢?下面可以通过实验来证明猜想。实验探究一：溶质在一定量的水中是否无限溶解

一定量的水，给它限定为20 ml，分别验证氯化钠、硝酸钾在20 m1水中溶解有限度。方法是在20 ml水中不断地加入氯化钠或硝酸钾，搅拌，看它是否溶解。但是为了节约时间，可以分3次加入氯化钠和硝酸钾，看它们是否溶解。在小烧杯中分别倒入20 m1水，先后加入1克、2克、4克氯化钠和硝酸钾，观察氯化钠和硝酸钾的溶解情况。

猜想：氯化钠在20 ml水中溶解有限度(表1)。

猜想：硝酸钾在20 ml水中溶解有限度(表2)。

很显然，室温条件下，在20 ml水中氯化钠、硝酸钾不能无限溶解。也就是说在一定温度下，溶质在一定量的水中不能无限溶解。此时得到氯化钠、硝酸钾溶液，烧杯底部都有固体剩余物，说明氯化钠、硝酸钾在室温条件下，在20 ml水中不能继续溶解，这样的溶液叫做氯化钠、硝酸钾的饱和溶液。

一开始，在20 m1水中加入1克氯化钠、硝酸钾，它们溶解了；再加入2克氯化钠、硝酸钾，它们又溶解了。在室温条件下，还能继续溶解氯化钠、硝酸钾的溶液叫做氯化钠、硝酸钾的不饱和溶液。所以饱和溶液和不饱和溶液的本质区别在于能否继续溶解该溶质。

得到的氯化钠饱和溶液和硝酸钾饱和溶液中都含有固体剩余物，可以通过什么样的方法使这些固体剩余物溶解呢?实验探究--：溶质的溶解与哪些因素有关

一般认为氯化钠、硝酸钾的溶解可能与溶剂量和温度有关。

猜想：氯化钠的溶解与溶剂量有关。操作：再加水，搅拌。现象：氯化钠溶解。结论：一定温度下，氯化钠的溶解与溶剂量有关。

猜想：硝酸钾的溶解与温度有关。操作：升高温度，搅拌。现象：硝酸钾溶解。结论：一定量溶剂中，硝酸钾的溶解与温度有关。

很显然，溶质的溶解与溶剂量和温度有关。一定温度，溶剂量越大溶解的溶质越多：一定量溶剂，温度越高溶解的溶质越多(针对于大多数固体物质而言)。对于硝酸钾，如果加水也是可以溶解的，而氯化钠加热却不能完全溶解，因为氯化钠的溶解度受温度的影响小。

现在得到的氯化钠溶液、硝酸钾溶液澄清透明，它们是否饱和呢?可以分别向氯化钠、硝酸钾溶液中加入少量的氯化钠、硝酸钾，观察它们是否继续溶解。实验探究三：实验二所得溶液是否饱和

猜想：氯化钠溶液不饱和。操作：再加入少量氯化钠，搅拌。现象：氯化钠溶解。结论：实验二所得氯化钠溶液不饱和。

猜想：硝酸钾溶液不饱和。操作：再加入少量硝酸钾，搅拌。现象：硝酸钾溶解。结论：实验二所得硝酸钾溶液不饱和。

所以澄清透明的溶液可能是饱和溶液也可能是不饱和溶液，需检验后才能确定。不要误认为有固体剩余物的溶液才是饱和溶液。

室温条件下，20 ml水中氯化钠不能溶解了，于是得到氯化钠的饱和溶液；加水又继续溶解，得到氯化钠的不饱和溶液。很显然，增加溶剂的量，氯化钠的饱和溶液可以转化为不饱和溶液。同样室温条件下，20 ml水中硝酸钾不能溶解了，得到硝酸钾的饱和溶液；升温又溶解，此时得到硝酸钾的不饱和溶液。很显然，升高温度，硝酸钾的饱和溶液可以转化为不饱和溶液。要想确定溶液是否饱和，需要限定一定温度，一定量的溶剂，只有这2个条件确定，溶液的饱和与不饱和才有确定的含义。

通过实验知道，饱和溶液可以通过增加溶剂、升高温度变为不饱和溶液；反之，可以通过蒸发溶剂、降低温度、增加溶质将不饱和溶液转化为饱和溶液。

海水是产盐的原料，南堡盐场首先用泵将海水引入蒸发池。蒸发池分为3级，在强烈的风吹日晒条件下，水分不断蒸发，在一级蒸发池里，海水浓度由2度达到6度-7度后，由引水沟进入二级蒸发池；海水浓度达到10度-11度时，由引水沟进入三级蒸发池，水分继续蒸发；当海水浓度达到26度半时，海水由引水沟进入结晶池；海水浓度达到29度时，食盐便开始结晶析出。

海水是食盐的不饱和溶液，在风吹日晒的条件下，水分不断蒸发，使海水由食盐的不饱和溶液转化为饱和溶液，进一步蒸发水分，食盐便结晶析出。这种析晶的方法叫做蒸发结晶，也叫蒸发溶剂的方法。

南堡盐场生产的粗盐为工业用盐，主要供给唐山碱厂，其中很少的一部分食用。在结晶池中，食盐结晶析出后剩下的液体为母液，又叫苦卤。南盐化工厂对苦卤资源进行综合利用，从中提取溴素、氯化钠、氯化镁、氯化钾、硫酸镁等重要的化工原料，既避免苦卤对环境的污染，又促进对海洋资源的综合利用。

目前，由于受到生产工艺的制约，苦卤综合利用成本较高，海洋苦卤的利用率仅为10％，这意味着每年有5万吨溴资源、50万吨钾资源和500万吨镁资源以及50万吨的芒硝资源被浪费。随着陆地资源的匮乏，世界各国均把眼光转移到海洋资源的利用上，从海水中提取陆地缺乏的资源已成为科技开发的方向，已成为各国关注的焦点。所以说，21世纪是海洋经济，利用高科技手段综合利用海洋资源成经济新的增长点。