溶液
róng yè
溶液是一种均匀混合物,其中一种物质(溶质)均匀溶解在另一种物质(溶剂)中,例如糖溶于水。
Definition
溶液是一种物质完全溶解在另一种物质中、扩散得如此均匀以至于肉眼再也看不见它的结果。它是溶质溶解在溶剂中形成的均匀混合物,其中溶质是量较少的一方,溶剂是量较多的一方;水是最常见的溶剂,以水为溶剂的溶液称为水溶液,溶液可以是固态、液态或气态,浓度可以一直增加到溶解度极限。从粒子层面看,溶液是一个单相混合物,溶质分子或离子以分子尺度分散在整个溶剂中。当溶质与溶剂之间的吸引力足以与被打破的溶质-溶质、溶剂-溶剂吸引力相当甚至更强时,溶解就会发生,可概括为相似相溶;溶质的溶解会降低溶剂的凝固点、升高溶剂的沸点(依数性)。
Example
把盐搅进水里,盐看起来消失了,但它其实还在(你能尝到咸味),所以盐水是一种溶液。把 $10\text{ g}$ 糖溶解在 $100\text{ g}$ 水中,得到 $110\text{ g}$ 溶液,糖是溶质,水是溶剂,这是一种质量分数约为 $9\%$ 的糖溶液。$NaCl$ 溶解时,极性水分子会把带部分负电荷的氧原子朝向 $Na^+$、带部分正电荷的氢原子朝向 $Cl^-$,释放出的水合能足以抵消 $787\text{ kJ/mol}$ 的晶格能;$0.50\text{ m}$ 的 $NaCl$ 溶液在约 $-1.9^\circ\text{C}$ 结冰,因为每摩尔盐会释放出两摩尔的粒子。
Key Insight
溶解不等于消失:盐被分解成了小到看不见的粒子,但水的质量恰好增加了盐的质量。溶液是透明的(虽然可以有颜色),因为溶解的粒子小到无法散射光线,所以浑浊的水是悬浊液,而不是溶液。血浆、海水以及电池中的电解质都是溶液,它们的化学性质都取决于浓度;融雪用的路盐正是通过凝固点下降来使冰融化的,这与防冻液保护发动机所依靠的依数性效应完全相同。