第二章-溶液的基本性质

• 一般情况下，由于其他物质的存在，难溶物质在水中 的溶解度会随其他盐的浓度增加而有所增加。 这一现 象叫做盐效应。（图1.4，1.5，1.6）
• 溶液的pH也会影响其溶解度。（图1.7 ）
溶解度数据
• 文献中检索： – solubilities - inorganic and metal-organic compaund.Vol.1, inke W.R.and seidell1985. – 一般规则 • 大多无机物在水中的溶解度随温度的变化比较容易获得。 • 其它盐对某种物质的溶解度的数据比较难找 • 复杂体系的数据就更困难，或几乎找不到。
• 用计祘的方法往往也很难得到准确的溶解度的 数据。
• 尤其是在实际生产过程中溶液中有很多杂质， 杂质对溶解度的影响差异很大。
• 因此实际测量更可靠。
测量方法- 恒温法
• 在恒温装量中加入定量的溶剂（温度误差小于 0.1度）
• 加热溶剂到要求的温度（高温下加冷凝器或密 封，以防蒸发）
• 加过量的溶质于溶剂中搅拌，恒温超过4小时 或更长，24小时更好。
• 有机物质的这一特性对选择结晶过程很重要，选择适 合于结晶过程的溶剂会使结晶过程容易操作和控制 – 混合溶剂
• 根据热力学数据有机物质在有机溶液中可以估祘。 – 溶解度的计算
溶解度的测量方法
• 准确的溶解度的数据是结晶过程研究、设计和 操作的关键数据
• 文件中的溶解度的数据有限，很多情况下所研 究的物质的溶解度不能在文献中查到
dy • 溶液的粘度随温度的升高而减小。 • 溶液的粘度虽固体含量的增加而增大-流变学 • 溶液的粘度与固体颗粒的大小相关，在相同的固体含
量 下，颗粒越小溶液的粘度越高 • 溶液的黏度对结晶过程的影响：
– 颗粒的悬浮状态 – 成核过程 – 成长过程
溶液的浓度
• 溶液是由溶剂与一种或多种溶质组成， “浓度”是 描述溶液中溶 质含量的多少的参数。
难溶物质的溶解度及表示方法
• 通常溶解度的概念很难用于难溶物质溶解度的表达，因为其物质 在溶液中的含量很低，按溶质考虑几乎不变。
• 难容物质的结晶主要是用于反应结晶过程，使用两种或两种以上 可溶性物质反应，其产物为难容物质
• 难溶物质的溶解特性按离子反应平衡来描述。
• 平衡常数定义为
AgCl(s) Ag Cl
• 表示浓度的单位很多，主要有质量分率，摩尔分率，体积浓度， 摩尔浓度等，重量浓度等。 – 质量溶质/质量溶剂 （kg溶质/kg溶剂） – 摩尔溶质/摩尔溶剂 （摩尔溶质/摩尔溶剂） – 质量溶质/质量溶剂 （kg溶质/kg溶液） – 摩尔溶质/摩尔溶剂 （摩尔溶质/摩尔溶液） – 质量溶质/体积溶液 （kg溶质/m3溶液） – 摩尔溶质/体积溶液 （摩尔溶质/ m3溶液）
• 实验测量 ： • 当热力学数据得知时,进行计祘Hand book of aqueous electrolyee
thermodynamics. zemaies et al.1986.
有机物的溶解度
• 无机物的溶解度主要以水做溶剂 – 可使用溶剂添加剂
• 有机物的溶解度依赖于溶剂的选择，同种物质在不同 溶剂中具有不同的溶解度（图1.11, 1.12)
溶解度
• 在一定的温度下，平衡状态下溶液中最大的溶质含量 叫做溶解度，当溶液中的溶质达到最大溶质含量时， 此溶液叫作饱和溶液。其相应的浓度叫饱和浓度。
• 溶液的溶解度主要依赖于 – 物系 – 温度 – 其他组分的含量 （杂质） – 溶剂的性质和组成
溶解度在结晶过程中的作用
• 是结晶过程的基础数据可用于 – 结晶方法的决定 • 冷却 • 蒸发 • 闪蒸 • 反溶剂结晶 – 结晶操作点的确定 • 工艺路线与工艺参数 • 控制方法 – 直线，曲线 – 结晶过程物料、热量衡算的基础
• 取溶液分析 • 样品分析
– 可用化学或仪器分析法 – 可蒸干溶剂称重
容易带来误差的两种测量方法
• 对已知浓度的溶液，升温到全部溶质溶解，然后 冷却到第一个晶体出现。认为，此时的温度为此 溶液浓度所对应饱和温度。而此温度下的溶解度 为此溶液的浓度，这是不正确的。因为此时是过 饱和溶液（超过饱和含量）。
• 溶度积的另一个用途是在混合物中确定微溶物质的溶解度， 在已知各种可能的离子反应和其相应的溶度积的情况下， 可以估算微溶物质在混合物中的溶解度。在没有确切的数 据的情况下，这种大体的估算有时很有用途，尤其是对分 析体系的变化趋势时是很有用的。
难溶物质在浓溶液中的溶解度
• 溶度积的概念在稀溶液中描述溶质的溶解度是可以近 似认为是准确的，然而，在浓溶液中，由于电荷的相 互作用，复杂的溶液性态，和非理想溶液的性质的影 响，其他盐离子对所研究物质的溶解度的影响的估算 是一个相当复杂的问题。
K a a Ag Cl aAgCl
• a 为离子的活度，如果固体物质（AgCl）在它的稳态晶体形态， 在一个大气压下，（叫标准态）难容物质的活度（aAgCl）为1。
• 平衡常数方aCl

Ag

(m Ag

)
Cl

(m Cl

)
• γ为离子活度系数，m 为以摩尔为单位的离子浓度。对难容物质
溶液的基本性质
第二章
溶液的性质
• 溶液是由一种或多种物质组成的均一相混合物 • 描述溶液的基本性质主要有：
– 粘度 – 浓度 – 溶解度 – 过饱和度 – 沸点，及沸点升 – 悬浮密度
溶液的粘度
• 溶液的粘度是衡量其流动性质的一个参数。粘度越高 溶液的流动性越差：黏度的基本定义：
dU
（AgCl） 活度系数为1
Ksp mAg mCl
• 这个方程叫氯化银的溶度积。 • 通常情况下溶度积被用于描述难溶物质在水溶液中的溶解度和平衡
（饱和）状态。 • 如果反应的离子摩尔数不是1：1例如硫酸银的离子反应
K m m 2
sp
Ag
SO42
• 溶度积的概念能被用于计算其他物质对给定物质的溶解度 的影响（同离子效应）如在氯化钠溶液中，银的溶解度会 随溶液中氯离子的浓度升高而降低。