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关于溶解的研究 石可 周聪 姜夕骞 赵靖波 北京大学化学学院 2008 级 摘要： 本文主要研究了气体，液体以及固体的溶解规律，对其规律进行了理论上的分析，并 通过对溶解动力学的研究， 提出了一些加速溶解的科学方法。 同时，对于溶解的应用以及较 复杂的非理想溶液性质也略有涉及。 关键词： 溶解 溶解度 特殊性 应用 正文： 化学反应很多是在溶液中进行的， 为了使反应加速， 很多时候需要在一定范围内尽可能 的增大溶解度。 那么影响溶解度的因素是什么呢？如何加快溶解的过程？这正是本文讨论的 问题。 一般气体的溶解性 一般气体的溶解 性遵循亨利定律（ Henrys law）。 即：在一定温度下，稀溶液中溶质的 蒸气压与溶液浓度成正比： pB＝kxB 式中 pB 是稀溶液中溶质的蒸气压； xB 是溶质的 物质的量分数； k 为亨利常数，其值与温度、压力 以及溶质和溶剂的本性有关。 亨利发现， 只有当气体 在液体中的溶解度不很高时该定律才是正确的， 此时 的气体实际上是稀溶液中的挥发性溶质， 气体压力则 是溶质的蒸气压。 而且， 只有溶质在气相中和液相中 的分子状态相同时， 亨利定律才能适用。 若溶质分子 在溶液中有离解、缔合等，则上式中的 xB 应是指与 气相中分子状态相同的那一部分的含量。 在总压力不 大时，若多种气体同时溶于同一个液体中， 亨利定律 可分别适用于其中的任一种气体。 一般来说， 溶液越 稀 ,亨利定律愈准确，在 xB→0 时溶质能严格服从定 律；溶液越浓， 亨利定律越不准确， 气体溶解性规律 也越复杂，不存在一般性的规律。 一般液体的溶解性 当向溶剂中加入非挥发性液体是， 溶剂的蒸气压会降低。 因此， 我们可以通过拉乌尔定 律（ Raoult ’s law ）来研究液体的溶解性规律。拉乌尔定律的内容是这样的：定温下，在稀 溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数“。即： pA=Pa’xA 式中 pA’代表纯溶剂 A 的蒸气压， xA 代表溶液中 A 的摩尔分数。 如果溶质和溶剂分子间的相互作用的差异可以不计的话，那么当溶质和溶剂形成溶液 时，相当于形成了液体混合物， 则由于在纯溶剂中加入溶质后减少了溶液单位体积和单位表 面上溶剂分子的数目， 因而也减少了单位时间内可能离开液相表面而进入气相的溶剂分子数 目，以致溶剂与其蒸气在较低的蒸汽压力下即可达到平衡， 所以溶液中溶剂的蒸气压较纯溶 剂的蒸气压低。 对于非理想溶液而言， 拉乌尔定律可能会产生较大的偏差， 这可能是氢键或 溶剂溶质之间作用而导致的。 两种液体混合，一般讨论以下几种情况： 1 完全互溶，一般为结构相似，极性相近的两种化合物。如苯和甲苯，水和乙醇，邻二 氯苯和对二氯苯等等。 2 部分互溶，又分四种情况： （1）有最高会溶温度，一般情况下，溶解度随温度升高而上升，因此两液体在温度低 的时候部分互溶，达到一定温度后变成完全互溶，如水和苯胺； （2 ）有最低会溶温度，这种情况主要是因为两物质主要靠形成分子内氢键而溶解，高 温是氢键会被打破，故由完全互溶变为部分互溶，如水和三乙胺； （3）既有最高会溶温度又有最低会溶温度，主要是因为两种影响因素都有，结合起来 即为此种情况，如水和烟碱； （4 ）永远都是部分互