水是一种极其重要的溶剂,具有以下溶解性特点:
对无机物的溶解性
盐类:许多盐类能溶于水,如常见的氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、硫酸钠(Na₂SO₄)等。这些盐在水中会发生电离,以离子形式存在于水溶液中。例如,氯化钠在水中电离为钠离子(Na⁺)和氯离子(Cl⁻)。一般来说,碱金属和碱土金属的盐类大多易溶于水,但也有一些特殊情况,如硫酸钡(BaSO₄)、碳酸钙(CaCO₃)等则难溶于水。
酸和碱:常见的无机酸如盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)等都能与水以任意比例互溶。它们在水中完全电离,产生相应的氢离子(H⁺)和酸根离子。而对于碱,氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)等强碱易溶于水,氢氧化钙(Ca (OH)₂)微溶于水,像氢氧化铜(Cu (OH)₂)、氢氧化铁(Fe (OH)₃)等弱碱则难溶于水。
对有机物的溶解性
低碳醇、醛、羧酸等:含有羟基(-OH)、醛基(-CHO)、羧基(-COOH)等亲水基团的有机物,在水中有一定的溶解性。例如,甲醇(CH₃OH)、乙醇(C₂H₅OH)能与水以任意比例互溶,因为它们的分子能与水分子形成氢键。甲醛(HCHO)、乙醛(CH₃CHO)在水中也有较好的溶解性。甲酸(HCOOH)、乙酸(CH₃COOH)等羧酸也能与水互溶。
烃类、酯类等:一般情况下,烃类(如甲烷、乙烷、苯等)和酯类(如乙酸乙酯等)难溶于水。这是因为它们的分子结构中不含亲水基团,且分子的极性较小,与水分子之间的作用力较弱。
影响溶解性的因素
温度:大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大,如硝酸钾(KNO₃)。但也有少数物质例外,如氢氧化钙(Ca (OH)₂)的溶解度随温度升高而减小。对于气体,温度升高时,其在水中的溶解度通常减小。
压强:压强对固体和液体的溶解度影响较小,但对气体的溶解度影响较大。根据亨利定律,在一定温度下,气体在液体中的溶解度与该气体的分压成正比。例如,打开碳酸饮料瓶盖时,由于瓶内压强减小,二氧化碳气体的溶解度降低,就会有大量二氧化碳气体从溶液中逸出。
溶质和溶剂的性质:“相似相溶” 是一个经验规律,即极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂。水是极性溶剂,所以极性物质在水中的溶解性往往较好,而非极性物质在水中的溶解性较差。
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