在一定溫度下,任何固體溶質(zhì)與溶液接觸時(shí),如溶液尚未飽和,則溶質(zhì)溶解;當(dāng)溶解過程進(jìn)行到溶液恰好達(dá)到飽和,此時(shí),固體與溶液互相處于相平衡狀態(tài),這時(shí)的溶液稱為飽和溶液,其濃度即是在此溫度條件下該物質(zhì)的溶解度(平衡濃度);如溶液超過了可以溶解的極限(過飽和),此時(shí),溶液中所含溶質(zhì)的量超過該物質(zhì)的溶解度,超過溶解度的那部分過量物質(zhì)要從溶液中結(jié)晶析出。
結(jié)晶過程的產(chǎn)量,取決于固體與溶液之間的平衡關(guān)系,這種平衡關(guān)系通??捎霉腆w在溶劑中的溶解度來表示,即在l00g水或其他溶劑中最多能溶解無水鹽溶質(zhì)的質(zhì)量。物質(zhì)的溶解度與其化學(xué)性質(zhì)、溶劑的性質(zhì)及溫度有關(guān)。一定物質(zhì)在一定溶劑中的溶解度主要隨溫度變化,而隨壓力的變化很小,??珊雎圆挥?jì)。
溶解度曲線表示溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨溫度變化而變化的關(guān)系,如圖14—1所示。許多物質(zhì)的溶解度曲線是連續(xù)的,中間無斷折,且物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而明顯增加,如NaN03、KN03等;但也有一些水合鹽(含有結(jié)晶水的物質(zhì))的溶解度曲線有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)(變態(tài)點(diǎn)),它表示其組成有所改變,如Na2S04?10H20轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2S04(變態(tài)點(diǎn)溫度為32.4°C);另外還有一些物質(zhì),其溶解度隨溫度升高反而減小,例如Na2S04;至于NaCl,溫度對(duì)其溶解度的影響很小。
了解物質(zhì)的溶解度特性有助于結(jié)晶方法的選擇。對(duì)于溶解度隨溫度變化敏感的物質(zhì),可選用變溫方法結(jié)晶分離;對(duì)于溶解度隨溫度變化緩慢的物質(zhì),可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法(移除一部分溶劑)分離。