在一定温度下,任何固体溶质与溶液接触时,如溶液尚未饱和,则溶质溶解;当溶解过程进行到溶液恰好达到饱和,此时,固体与溶液互相处于相平衡状态,这时的溶液称为饱和溶液,其浓度即是在此温度条件下该物质的溶解度(平衡浓度);如溶液超过了可以溶解的极限(过饱和),此时,溶液中所含溶质的量超过该物质的溶解度,超过溶解度的那部分过量物质要从溶液中结晶析出。
结晶过程的产量,取决于固体与溶液之间的平衡关系,这种平衡关系通常可用固体在溶剂中的溶解度来表示,即在l00g水或其他溶剂中最多能溶解无水盐溶质的质量。物质的溶解度与其化学性质、溶剂的性质及温度有关。一定物质在一定溶剂中的溶解度主要随温度变化,而随压力的变化很小,常可忽略不计。
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溶解度曲线表示溶质在溶剂中的溶解度随温度变化而变化的关系,如图14—1所示。许多物质的溶解度曲线是连续的,中间无断折,且物质的溶解度随温度升高而明显增加,如NaN03、KN03等;但也有一些水合盐(含有结晶水的物质)的溶解度曲线有明显的转折点(变态点),它表示其组成有所改变,如Na2S04?10H20转变为Na2S04(变态点温度为32.4°C);另外还有一些物质,其溶解度随温度升高反而减小,例如Na2S04;至于NaCl,温度对其溶解度的影响很小。
了解物质的溶解度特性有助于结晶方法的选择。对于溶解度随温度变化敏感的物质,可选用变温方法结晶分离;对于溶解度随温度变化缓慢的物质,可用蒸发结晶的方法(移除一部分溶剂)分离。