為什麼大多數固體物質的溶解度隨著溫度升高而增大,少數卻減小?

為什麼大多數固體物質的溶解度隨著溫度升高而增大,少數卻減小?

我們都知道,硝酸鉀等大多數固體物質的溶解度隨著溫度的升高而增大,而氯化鈉的溶解度隨溫度的變化不大,氫氧化鈣等少數物質的溶解度隨溫度的升高卻減小。為什麼會有這種情況呢?今作簡要說明如下:

固體物質的溶解度隨溫度變化的情況可以簡單地由溶解熱來解釋。

根據平衡移動原理,若溶解過程是吸熱的,則溶解度隨溫度升高而增大;若溶解過程是放熱的,溶解度就隨溫度的升高而減少。

以上規則,表面上看來,似有例外。一個最常見的例子是氫氧化鈉,氫氧化鈉溶於水是放熱的(總的效應),但它的溶解度卻隨溫度的升高而增大。

其實,這與上面所述的規則並不矛盾。因為規則中所說的

溶解熱

是指飽和溶液時的

定濃溶解熱

(即溶解時溶液濃度不變時的溶解熱)。雖然氫氧化鈉溶於水時,總的看來(即從與水混和到變成飽和溶液的整個過程)是放熱的,但在接近飽和時,再溶入氫氧化鈉則是吸熱的。

影響溶解度的因素很多,而主要決定於三個因素:

離子間的引力;

離子與水分子偶極之間的引力;

粒子熱運動。

這三個因素都和溫度有關。

下面簡單討論溫度對這三個因素影響的兩種情況:

水化能力較強的鹽;對於這類鹽,離子與水偶極子之間的作用是影響它們溶解度的主要因素,由於溫度升高離子水化能力減弱,因此溶解度減小。而其它兩個因素對它們溶解度的影響較小。如

Ca(OH)

2

等就屬於這種情況。

水化能力較弱的鹽和難溶鹽:對此類鹽、離子間引力,粒子熱運動是影響溶解度的主要因素,而離子與水偶極子之間的引力是次要因素。由於溫度升高,使離子間引力減弱,粒子熱運動加強,因此溶解度增大,如

KNO

3

等,

就屬於此類情況。