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2-2 水溶液 溶液的介紹 糖 乙醇 二氧化碳 碘 溶質 + + + + 水 水 糖水 酒精 溶劑 = = = = 糖水 酒精 汽水 碘酒 溶液 溶質:被溶解的物質稱為溶質,可能是固體、 液體、氣體 溶劑:用來溶解其他物質的稱之為溶劑 溶液:溶質溶解於溶劑中所形成的均勻混合物 稱為溶液 溶液的定義 廣義的溶液,並不侷限於液體。 只要是均勻混合物皆可稱為溶液。 1.氣體溶液:溶質溶解於氣體之中, 最後保持氣態系統,例如:空氣。 2.液態溶液:溶質溶解於液體之中, 最後保持液態系統,例如:各類酒。 3.固態溶液:溶質溶解於固體之中, 最後保持固液態系統,例如:合金。 大氣的比例 氮氣78% 氧氣21% 氬氣0.9% 其他0.1% 常見的合金 紅銅:銅+些微的磷(脫氧鑄塊用) 黃銅:銅+鋅(愚人金) 青銅:銅+錫(強度高.熔點低.最早使用) 常 用 K 金 的 成 分 及 其 熔 點 名稱 ------ 金% ----- 銀% ----- 銅% ------ 鎳%------- 鋅%-------熔點°C 24K純金----100-------------------------------------------------------1063 22K金---------90----- 10-----------------------------------------------940 18黃K-------- 75------12.5------12.5---------------------------------904 18白K---------75------------------- 5-------- 15---------- 5----------904 14黃K---------58-------25--------17-----------------------------------802 14白K---------58-------------------20--------14.5--------7.5---------927 溶質與溶劑的判斷 當不同物質混合在一起的時候 該如何決定誰是溶質,誰是溶劑呢? 非水溶液: 一般溶液中,量多者為溶劑,量少者為溶質。 例如:碘酒為酒精溶液。 水溶液: 水溶液中,不論其中水量多寡,溶劑都為水。 水是很好的溶劑,可以溶解固體(食鹽) 、液體(酒精)、氣體(二氧化碳)。 迷你練習 溶液 試列出下列溶液中,何者為溶質,何者為溶劑? (1)食鹽水 溶質: 食鹽 (2) 18K金 溶劑: 溶質:其他金屬溶劑: 水 金 。 。 碘 溶劑: 酒精 。 (4) 汽泡礦泉水 溶質:二氧化碳 溶劑: 水 (5) 高粱酒 溶質: 酒精 溶劑: 水 。 (3) 碘酒 (6) 空氣 溶質: 溶質: 其他氣體 溶劑: 氮氣 。 。 擴散現象 ※ 擴散現象: 當物質在某空間分佈不均勻時,物質 粒子會不斷運動,最後均勻分部在整個 空間中。此物理現象稱為擴散現象。 擴散作用由高濃度區往低濃度區,向任意方向 運動直到各區濃度相同為止,溫度高擴散較快 溶液的濃度 半糖的珍珠奶茶 VS 全糖的珍珠奶茶 100cc的水溶解10克的鹽 VS 100cc的水溶解40克的鹽 ※ 濃度大小的識別法: 1.視覺上:濃度大者溶液的顏色愈深。 2.味覺上:濃度大者溶液的味覺愈強。 3.嗅覺上:濃度大者溶液的嗅覺較重。 濃度大小的定義 相同的溶劑中,含有較多溶質的溶液, 其濃度較大,反之濃度較小。 等量的溶劑中,所含的溶質較多者,濃度較大。 等量(水) (糖)越多 越甜 等量的溶質中,所含的溶劑較多者,濃度較小。 等量(糖) 放入越多(水) 越不甜 濃度大小的表示法 重量百分濃度 體積百分濃度 體積莫耳濃度 百萬分濃度ppm 重量百分濃度 溶質的克數 = 溶液的克數 × 100﹪ 每100公克溶液中,所含溶質的公克數 以百分比來表示的濃度稱之。 100公克鹽水中含有10公克的鹽 100公克糖水中含有20公克的糖 200公克鹽水中含有20公克的鹽 150公克鹽水中含有30公克的鹽 重量百分濃度 溶質的克數 × = 溶質的克數+溶劑克數 100﹪ 每100公克溶液中,所含溶質的公克數 以百分比來表示的濃度稱之。 90公克水中加入10公克的鹽 170公克水中加入30公克的糖 200公克水中加入50公克的酒精 300公克水中加入60公克的鹽 重量百分濃度 溶質的克數 × = 溶液的密度×溶液體積 100﹪ 每100公克溶液中,所含溶質的公克數 以百分比來表示的濃度稱之。 100cc 鹽水,密度為1.3g/cm3 含有13公克的鹽 120cc 糖水,密度為1.2g/cm3 含有36公克的糖 範例1 重量百分濃度 1. 25℃90克的水最多可溶解30克的A物質則此溶 液的重量百分濃度為若干﹪? 25 % 2. 密度為1.2g/㎝3,重量百分濃度37﹪的氯化 氫水溶液(鹽酸)150 ml中含有氯化氫若干克? 66.6 g 3. 15﹪的鹽水300克與10﹪的鹽水200克混合後 其重量百分濃度為若干﹪? 15﹪的鹽水300克含有多少鹽? 10﹪的鹽水200克含有多少鹽? 兩鹽水混合後,總質量是多少? 兩鹽水混合後,含有多少的鹽? 13 % 4. 700公克的30﹪H2O2水溶液,欲以蒸餾水稀釋 配成3﹪,以作為醫藥用的雙氧水,試問要加入 蒸餾水多少克? 700g 30% H2O2 含有幾克的 H2O2? 加了蒸餾水之後,水中H2O2會減少嗎? 3% H2O2 含有幾克的 H2O2? 3% H2O2 溶液質量應該是多少? 我應該加多少蒸餾水才能達成? 6300 g 5. A糖水的濃度80﹪,B糖水的濃度30﹪,則A糖 水與B糖水各需幾克倒入同一個杯中,恰可形成 400克50﹪的糖水? 題目沒給我們A.B糖水的質量怎麼辦? 如果倒了x克的A糖水,那應該倒幾克B糖水? A糖水和B糖水分別含糖多少克? 400克50%的糖水含糖多少克? A:160g B:240g 6. 18公克的糖溶於水可配成密度為1.2g/㎝3濃 度20﹪的糖水若干c.c? 密度1.2g/㎝3濃度20﹪的糖水含有幾克糖? 我們用18克糖,可以調出幾克的糖水? 糖水的體積該如何換算? 75cc 體積百分濃度 溶質的體積 = 溶液的體積 × 100﹪ 每100毫升 溶液中,所含溶質的毫升數 以百分比來表示的濃度稱之。 100cc 啤酒中含有5cc的酒精 100cc 高梁酒中含有58cc的酒精 200cc 威士忌中含有80cc的酒精 360cc 葡萄酒中含有36cc的酒精 範例2 體積百分濃度 台灣啤酒瓶上標示酒精濃度5﹪,代表100毫 升的溶液中,含有純酒精溶質 5 毫升。 百萬分濃度ppm ppm=10-6 =百萬分之一 常用來標示濃度很低的稀薄溶液 固體溶液:常以質量表示 固體ppm=mg/kg 液態溶液:常以質量.體積混合表示 (稀薄溶液密度近似於1)液體ppm=mg/kg≒mg/L 氣態溶液:常以體積表示 氣體ppm=10-3mL/L 百萬分濃度ppm 當我們用ppm表示水溶液時 1 ppm= 1 106 = 10-3g 1000g = 1毫克溶質 1公升水溶液 = 稀薄水溶液密度≒1 1ppm水溶液 = 溶質毫克數(mg) 溶液體積公升數 1mg 1公升 範例3 ppm 1. 水溶液試樣2.0升中,含有3.0毫克的氟化鈉, 則該水溶液試樣中的氟化鈉濃度為若干ppm? 1.5ppm 2. 都市中CO濃度為8ppm,換成體積百分濃度為 若干? 8×10-4% 溶液的飽和 在定溫(溫度固定)狀態下,定量的溶劑所 能溶解溶質的量,都有其最大限度。 飽和溶液: 當溶液中溶質溶解量到達最大限度, 即使增加溶質或攪拌都無法繼續溶解, 此現象稱為飽和。 溶液的飽和 未飽和溶液: 溶液達飽和之前,可持續溶解同一物質, 此現象稱為未飽和。 飽和溶液中,當溶質越多,溶液濃度越大 X 未飽和溶液中,當溶質越多,溶液濃度越大 O 溶液的飽和 過飽和溶液: 高溫溶解度高,可溶解較多溶質。 當飽和溶液由高溫降回低溫,溶解度下降。 若溶液中溶質超出飽和的限度卻沒有析出, 則稱為過飽和。 過飽和溶液十分不穩定,當出現擾動、晶種時 溶質便會析出,變回飽和。 http://www.youtube.com/watch?v=RlF06rMgOOc 飽和溶液與未飽和溶液 沉澱: 飽和溶液中,再加入同一溶質,經攪拌也無 法溶解,且有沉澱產生。但若是未飽和溶液, 則可繼續溶解而無沉澱產生。 顏色: 濃度增加而顏色變深,當達到飽和時的顏色 最深,不會因再加入同一種溶質而變深。 飽和溶液與未飽和溶液 1.從溶液中取出部份,無論如何取樣 (位置、量),其濃度不變。 2.不能溶於水的物質和水混合時,可用 過濾法將它與水分離。若可以溶於水 的物質和水形成水溶液後,無法用過濾法 將它與水分離。 飽和溶液與未飽和溶液 3.飽和溶液: 溫度不變時,加入溶質,濃度不變, 加入溶劑,濃度變小。 4.未飽和溶液: 溫度不變時,加入溶質,濃度變大, 加入溶劑,濃度變小。 溶解度 在定溫下,100公克的溶劑所能溶解溶質達 最大值(溶液呈飽和)時,溶質的公克數。 20℃,100g的水,最多可溶解31.6g硝酸鉀 → 20℃時, 硝酸鉀的溶解度是 31.6g/100g水 當溶液的溶解度達最大時,就是飽和溶液。 所以飽和溶液的濃度也可以用溶解度表示 影響溶解度的因素 1.特性:物質本身的特性。 2.溫度:溫度是影響溶解度的主要因素。 3.壓力:壓力主要影響氣體在水中溶解度。 對固體而言 就固態物質而言, 溫度是影響溶解度的主要因素。 1.溫度越高,固體溶解度越大: 大部份固體的溶解度隨溫度增高而變大(如硝酸鉀)。 溶解克數 硝酸鉀 200 150 100 50 0 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 溫度 對固體而言 就固態物質而言, 溫度是影響溶解度的主要因素。 2.固體溶解度受溫度影響不大: 少部份固體的溶解度較不受溫度影響(如食鹽)。 溶解克數 食鹽 50 45 40 35 30 25 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 溫度 對固體而言 就固態物質而言, 溫度是影響溶解度的主要因素。 3.溫度越高,固體溶解度越小: 極少數固體的溶解度隨溫度增高而變小 (如氫氧化鈣-熟石灰)。 溶解克數 氫氧化鈣 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 溫度 對氣體而言 1.溫度越高,氣體溶解度愈小: 喝汽水後,由於體溫較高,二氧化碳對水溶解度減小, 部份二氧化碳氣體逸出,而會有打嗝的現象。 2.壓力越小,氣體溶解度愈小: 汽水瓶打開時,瓶內壓力下降(降為一大氣壓), 二氧化碳對水溶解度減小,部份二氧化碳氣體逸出, 所以開瓶時會發出「嘶」的一聲,且汽水內會出現汽泡。 溶解度vs溶解量 溶解度 溶解量 定義 每100克溶劑所能 溶解溶質的質量 溶劑所能 溶解的質量 影響 因素 溶劑、溶質特性 溫度、壓力 溶劑、溶質特性 溫度、壓力 增加 溶劑 溶解度不變 溶解量增加