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『化學專門課程』溶解度-明礬結晶實驗說明~!!
2009/03/21 20:45
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                                               溶解度
A、飽和溶液
一、溶解平衡:是一種動平衡,此時溶解速率等於沉澱速率,也屬於飽和溶液。
二、飽和溶液:溶質溶於溶劑中達溶解的最大量為達到飽和
       (1)巨觀:溶液中溶解的溶質量達一定不變。
       (2)微觀:溶解速率=沈澱速率為一動態平衡
三、未飽和溶液:溶齊中溶解溶質未達最大量。
       (1)特性:再加溶質,繼續溶解。
       (2)若要達飽和,需加入溶質(蒸發溶劑)或溫度降低
四、過飽和溶液:溶劑溶解溶質超過最大量。
       (1)配製:在較高溫配成飽和溶液,再降低溫度,不加以攪拌,過剩的溶質未結晶析出。
       (2)特性:為不穩定狀態,加入微入小晶體(晶種)或攪拌,過量的溶質便結晶析出變為飽和溶液。
       (3)應用:人造雨。
          a.乾冰:降低溫度,藉以冷卻過飽和水蒸氣。
          b.溴化銀:和冰的晶形相似,可當作結冰的晶種,其作用是:促進過飽和水蒸氣凝成水。

B、溶解度
ㄧ、 定義﹕在定溫定壓時,飽和溶液中所含溶質的量,稱為該溶質在該溫度時的溶解度。
二、 常用表示法﹕
        (1)以每100克溶劑中所含溶質的克數表示。(單位﹕溶質g/溶劑100 g)
        (2)以每升溶液中所含的溶質的莫耳數。(單位﹕溶質mol/溶液L)
        (3)以重量百分率濃度(%)表示。
三、分類﹕
        (1)可溶﹕溶解度大於10 -1M。
        (2)微溶﹕溶解度介於10-1~10-4 M。
        (3)難溶或不溶﹕溶解度小於10-4 M。

                                        溶解度分類

C、影響溶解度的因素
一、溶質和溶劑的本性-溶質與溶劑性質相近,則溶解度較大,一般極性溶於極性,非極性溶於非極性。
二、溫度-(1)固體
       (A)吸熱反應(△H>O),溫度上升,溶解度增加。大部分固體均為此種如KNO3,K2Cr2O7等。
       (B)放熱反應(△H<O),溫度上升,溶解度降低,如Na2SO4,CaSO4等少數物質。

                                 物質的溶解度曲線圖


               (2)氣體:溶於水均放熱,溫度上升溶解度降低。
三、壓力:對氣體溶質而言,壓力愈大,溶解度愈大。(對固、液態溶質無影響)

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前陣子剛好高職部的基礎化學課程上到有關溶解度的內容~

因此就想到以前作過的實驗~明礬的結晶(人工假鑽石),讓學生動手試試看~

(原理=>利用明礬在冷水和熱水時的溶解度差異大,在高溫時配置明礬飽和溶液,並令其慢慢降溫,這時多餘的明礬就會慢慢的沉澱下來,這時只要給予它適當的環境,就可以長成我們希望的造型~)

因為這個實驗操作簡單,剛好能在一堂課的時間內完成~

在作實驗的前一週就和學生說明整個實驗的原理和流程,及所需準備的器材~

一、『材料準備』

1.明礬(西藥房就可買到,一小盒10元)

     明礬為=>12水合硫酸鋁鉀,用途包括淨水沈澱、清洗動物內臟腸壁、化膿傷口清洗、 防潮、除臭…等。明礬中含有鋁,吃多了易在體內形成慢性積累,發生鋁中毒,如果長期攝入過量的鋁,對人的危害是多方面的。油條烹製的過程中,會加入些許食用銨與明礬粉,以利膨醱且不黏連,少量食用對人體並無大影響。

2.玻璃瓶(讓明礬晶體成型的環境)、毛根(晶體喜歡長在粗糙的界面)

3.大容器(用來配置飽和溶液)及攪拌棒(加速溶解)

二、『實驗步驟』

1.先用毛根做出喜歡的造型,並放置於玻璃瓶中(由於毛根重量輕,怕加入溶液後 會移動,因此可以利用黏土或膠帶來固定)

2.用容器裝熱水80~100oC皆可,並加入明礬配置成飽和溶液(明礬不能在溶解)

3.最後倒入玻璃瓶中,讓其降溫至室溫,即可(晶體成型的環境最好能安靜不受打擾,這樣晶體排列較完整,也就比較好看)

結語:這次的實驗目的除了讓學生了解溶解度的應用,還讓他們學習到一項技能,自己動手DIY~作禮物,能親手送給親朋好友,這是多麼開心的事呀~!!(生活即是化學,果然一點都不假)

推薦連結:小峰老師

推薦連結『科學實驗』溶解度-明礬結晶實驗實作~!!(高職部)

圖片來源:南一版化學(上)課本

 by 忙了一天的化學神

 

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