溶解平衡

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溶解平衡是一种动态平衡,当处于固态的化合物与该化合物的溶液处于化学平衡时存在。固体可能会原样溶解、解离或与溶液的另一种成分发生化学反应。每个溶解度平衡的特征是依赖于温度的溶解度积,其功能类似于平衡常数。溶解度平衡在制药、环境和许多其他情况下很重要。 当固态化合物与含有该化合物的溶液处于化学平衡时,存在溶解度平衡。这种类型的平衡是动态平衡的一个例子,因为一些单独的分子在固相和溶液相之间迁移,使得溶解...

溶解平衡

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溶解平衡是一种动态平衡,当处于固态化合物与该化合物的溶液处于化学平衡时存在。 固体可能会原样溶解、解离或与溶液的另一种成分发生化学反应。 每个溶解度平衡特征是依赖于温度的溶解度积,其功能类似于平衡常数。 溶解度平衡在制药、环境和许多其他情况下很重要。

定义

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当固态化合物与含有该化合物的溶液处于化学平衡时,存在溶解度平衡。 这种类型的平衡是动态平衡的一个例子,因为一些单独的分子在固相和溶液相之间迁移,使得溶解和沉淀的速率彼此相等。 当建立平衡且固体尚未全部溶解时,溶液被称为饱和。 饱和溶液中溶质的浓度称为溶解度。 溶解度的单位可以是摩尔 (mol dm−3) 或表示为每单位体积的质量,例如 μg mL−1。 溶解度取决于温度。 溶质浓度高于溶解度的溶液称为过饱和溶液。 过饱和溶液可以通过添加晶种来达到平衡,晶种可以是溶质的微小晶体,也可以是微小的固体颗粒,它会引发沉淀。

存在三种主要类型的溶解度平衡。

  • 简单溶解。
  • 溶解与解离反应。 这是盐的特征。 在这种情况下,平衡常数称为溶度积。
  • 溶解与电离反应。 这是弱酸或弱碱在不同pH值的水介质中溶解的特征。

在每种情况下,平衡常数都可以指定为活动商。 该平衡常数是无量纲的,因为活动是无量纲的量。 但活度使用起来很不方便,所以通常用平衡常数除以活度系数商,得到浓度商。 有关详细信息,请参见平衡化学#平衡常数。 此外,根据定义,固体的活度等于 1,因此从定义表达式中省略。

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条件的影响

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温度效应

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溶解度对温度变化很敏感。 例如,糖在热水中比在冷水中更易溶解。 它的发生是因为溶度积与其他类型的平衡常数一样,是温度的函数。 根据勒夏特列原理,当溶解过程是吸热的(吸收热量)时,溶解度随温度升高而增加。 这种效应是重结晶过程的基础,可用于纯化化合物。 当溶解是放热的(释放热量)时,溶解度会随着温度升高而降低。 硫酸钠的溶解度随温度低于约 32.4 °C 而增加,但在较高温度下溶解度降低。 这是因为固相是十水合物(Na2SO4·10H2O)低于转变温度,但不同 水合物高于该温度。

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  1. 溶解平衡
  2. 定义
  3. 条件的影响
  4. 温度效应

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