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谈溶解度的应用

2015-12-08吴伟

中学化学 2015年11期
关键词:溶解度溶剂导管

吴伟

1.溶解度用于对固体物质进行分类常温下,溶解度大于10 g的,为易溶物质,如NaCl、KNO3等;溶解度在10 g~1 g之间的,为可溶物质,如硼酸;溶解度在1 g~0.01 g之间的,为微溶物质,如CaSO4、Ca(OH)2等;溶解度小于0.01 g的,为难溶物质,如BaSO4、CaCO3等。

2.溶解度用于确定气体的收集方法

(1)通常情况下,O2、H2在水中溶解度很小,可采用排水法收集;而CO2、H2 S、SO2在水中溶解度较大,不能采用排水法收集;NH3、HCl在水中溶解度很大,只能用排空气法收集。

(2)Cl2或Br2在饱和食盐水或饱和溴化钠溶液中,因同离子效应,使其溶解度减少,故可分别用相应的饱和盐溶液收集。

3.溶解度用于物质的除杂、分离与提纯

(1)因溶解度随温度变化而变化,利用这一性质可分离与提纯混合物,主要包括:若结晶物质的溶解度随温度变化不大,可采用蒸发结晶方法。如蒸发NaCl的水溶液,可提纯NaCl;若待结晶物质在温度升高时,其溶解度显著增加,温度降低时,其溶解度又明显降低,此时可采用冷却热饱和溶液的方法。如分离NaCl和KNO3的混合物。

(2)弱酸性气体中混有强酸性气体,可用弱酸的饱和酸式盐溶液除去,如可用饱和NaHCO3、NaHSO3、NaHS溶液分别除去CO2、SO2、H2S中混有的HCl气体,原因是弱酸性气体在其饱和酸式盐溶液中溶解度极小,且不引入新的杂质。

(3)同种溶质在互不相溶的溶剂中,溶解度不同,可采用萃取、分液方法提纯物质。但要求溶质在萃取剂中的溶解度要大,如可用汽油、CCl4等有机溶剂把I2或Br2从水中萃取出来,达到分离的目的。

4.溶解度可用于确定尾气吸收处理装置的操作

(1)对溶解度较小的、且能溶于水或其他溶剂的气体,为了增大气体分子与液体的接触面积,要将导管插入液体深处,利于气体充分吸收。如可用NaOH溶液吸收Cl2、SO2,用CuSO4溶液吸收H2S等。

(2)对溶解度较大的、且极易溶于水或某些溶剂的,导管口应接一倒扣的漏斗,且漏斗口边缘只能靠近液面,以防倒吸现象发生。如吸收NH3、HCl、HBr等气体时需采用此方法。

(3)被处理的尾气难溶于水或其他溶剂,且能燃烧变为无毒气体的,可在导管口点燃该气体来处理,如可点燃CO等。

5.溶解度运用于化学反应规律中相关特例的解释

(1)弱酸之所以能制强酸,有些是因为生成了不溶于酸且溶解度极小的物质,如:

CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4

(2)有些不活泼金属与非氧化性酸能反应,如:

Cu+H2SCuS+H2↑是因为生成了溶解度极小的CuS,加之H2逸出,使反应向右进行。

(3)部分活泼金属与水反应之所以不剧烈,如Li、Ca与水的反应,是因为生成了微溶的LiOH、Ca(OH)2,从而阻止反应继续进行。(4)实验室制CO2,不用稀H2SO4与CaCO3反应,是因为生成了微溶于水的、且不溶于稀H2SO4的CaSO4,CaSO4覆盖在CaCO3表面,阻止了反应继续进行;而制HF可采用浓H2SO4与CaF2在铅皿中共热,是因为CaSO4溶于浓H2SO4,使CaF2与浓H2SO4能继续反应。

6.溶解度可用于选择试剂,确定除去仪器内壁上的附着物

如试管等仪器内壁上附着硫、I2、苯酚、酚醛树脂、溴苯、硝基苯等物质时,均可先用酒精清洗,再用水冲洗。原因是上述附着物在酒精  等有机溶剂中溶解度较大,而在水等无机物中的溶解度极小。7.溶解度用于判断物质的热稳定性

(1)金属活动顺序表中,易溶于水的KOH、NaOH以及微溶于水的Ca(OH)2,受热都不分解;难溶于水的碱[Mg(OH)2以后的碱],溶解度很小,受热易分解。

(2)一般碳酸盐及其碳酸氢盐的溶解度的顺序是:易溶于水的碳酸盐>酸式碳酸盐>碳酸>难溶于水的碳酸盐;而热稳定性是:易溶于水的碳酸盐>难溶于水的碳酸盐>酸式碳酸盐>碳酸。

8.溶解度用于判断物质的溶解性

(1)判断气体物质的溶解性,如:常温常压下,O2溶解度约为0.03,CO、N2约为0.02,H2更小,难溶于水;CO2为1,Cl2为2,H2S为2.6,SO2为40,能溶于水;HCl为500、NH3为700,极易溶于水(注:气体溶解度指常温常压下,1体积水溶解气体体积数)。

(2)酸中只有原硅酸、硅酸的溶解度很小,几乎不溶于水。其他大多数酸、磷酸二氢盐的溶解度都很大,均溶于水;磷酸一氢盐和正盐除钾、钠、铵盐外,均不溶于水。(收稿日期:2015-08-13)

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