化学朋友/溶液
溶液是指两种或多种物质均匀混合在一起。这些物质被称为溶剂和溶质。溶质可以是固体、液体或气体。最常见的溶剂之一是水。[1]
电解质是能够导电的水溶液。纯水不是电解质，但如果你在水中溶解一些物质，它就能导电。 酸和碱 是电解质。分子化合物通常不是。[1]
溶液可以是酸性的、碱性的或中性的。酸越强，其导电性越强。[1]
当物质溶解在溶液中时，该化合物会解离。这意味着每个分子和离子都会与水分离。如果你将 NaCl 放入水中，它会解离并形成 Na+ 和 Cl-。氯化钠不会被分离，只是离子会距离更远。解离使溶液成为电解质。Na 带正电，Cl 带负电，因此如果它们在水中解离，电荷会帮助电流通过溶液。这同样适用于酸和碱。如果酸或碱溶解，它会解离。然后一个离子带负电，另一个离子带正电。[1]
有些物质比其他物质更容易溶解在水中。离子的溶解度非常容易预测。有一些表格可以显示不同离子的溶解度。分子则更复杂。没有简单的方法可以预测不同分子的溶解度。你只需要记住。[1]
将化学物质放入溶液中是为了方便运输、装载和储存它们。它也有助于反应。如果物质在溶液中，它可以发生更快、更完全的反应，并可能改变结果。由于以下原因，反应更快、更完全：溶解的化学物质比单独存在时具有更大的表面积。[1]
假设你有氧化钠和氯，并将它们混合到糖水中。方程式可能如下所示。
- Na2O(aq)+C6H12O6(aq)+ Cl(aq)= NaCl + C6H12O6(aq) + O(aq)
现在我们将解离理论应用到实践中。
- Na2(aq)+O(aq)+ C6(aq) +H12(aq) +O6(aq) +Cl(aq) =NaCl + C6H12O6(aq) + O(aq)
问题是，这个方程式看起来很杂乱，一些离子似乎并没有发生变化。让我们将它们取消掉！
- Na2(aq)+
O(aq)+C6(aq) +H12(aq) +O6(aq)+Cl(aq) =NaCl +C6H12O6(aq)+O(aq)
这将留下以下方程式
- Na(aq)+ Cl(aq)= NaCl(aq)
这更有意义！[1]
有两种类型的测量：定性和定量。定性是指观察石蕊试纸的颜色变化，例如蓝色或红色，观察溶液中的气泡，以及观察是否形成铁锈。你可以看到结果，但无法用任何单位或数字来表示。这就是定量测量的作用。pH 值为 3、27 克 HCl 和 2 摩尔氧气都是定量的。它们比定性测量更精确。[1]
某些物质可以通过颜色识别。溶液的颜色可能发生变化，可能出现有色气体或火焰。石蕊试纸根据其放置的溶液是酸性还是碱性而改变颜色。当燃烧时，硫酸铜(II) 会产生绿色火焰。[1]
如果溶液中的溶质很少，它就是稀溶液。如果物质中的溶质很多，它就是浓溶液。[1]
使用该比率可以找到溶液的浓度。
- 浓度=溶质的量/溶液的量
如果每 100 毫升溶液中有 2 毫升，则比率为
- 2 毫升/100 毫升，答案为 2% v/v。
v/v 表示体积比体积。有时你需要计算 w/v，即重量比体积。这就像在 100 毫升糖水中含有 4 克糖一样。有一些方法可以表示非常小的单位。百万分率就是其中之一。如果在一个 100 万毫升的湖泊中含有 3 克盐，则盐的浓度为 3 ppm。有一个比率可以找到摩尔浓度。它是在 1 升水中溶解的溶质的摩尔数。
- 摩尔浓度=溶质的量（摩尔）/溶液的体积（升）
摩尔浓度的单位为 (mol/L)
在化学中，了解溶液的量、体积和浓度非常有用。如果只知道其中两项，则可以使用公式计算出第三项。[1]
- 质量/体积=浓度
标准溶液是浓度精确的溶液。[1]
稀释是通过添加更多溶剂或其他液体来改变溶液浓度的一种方法。如果你的柠檬汁太浓，你可以尝试加水。这将稀释柠檬汁。稀释是改变溶液浓度的一种简单方法。稀释溶液在当今被广泛使用。如果化学反应发生得太快，化学家可以通过稀释化学物质来减缓反应速度。如果医生需要给你开出千分之一毫升的药，他可能会建议你服用一毫升的药，将其与一升水混合，然后服用一毫升的混合液。用毫升和升测量比用千分之一毫升测量更容易。有很多工具可以进行精确测量。容量瓶、量筒、烧杯和天平是常用的工具。另一种工具被称为移液管。它是一个长得像滴管的管子，但侧面的刻度在顶部是 0，在底部是最大值。使用时，将管子完全充满至 0 刻度，然后将移液管移至你想要放入测量溶液的容器上方。由于溶液到达 0 刻度，所以还没有溶液滴入容器。假设你需要三单位的溶液。摇动管子顶部的旋钮。这会让少量空气进入管子，使溶液从底部滴出。继续滴出，直到溶液线下降至三。收起移液管，你将拥有 3 个单位的溶液！[1]
计算稀释后的溶液浓度并不困难。如果溶剂量加倍，浓度就会减半。有一个简单的公式可以计算出来。
- vici=vfcf
vi 是稀释溶液前的体积。vf 是稀释溶液后的体积。c 代表浓度。i 代表初始，f 代表最终。只要知道其中的三个信息，就可以使用公式求出第四个信息。[1]
每种溶液都有一定的溶质添加量限制。如果添加的溶质超过了这个限制，多余的溶质将不会溶解，只会沉淀下来。[1]
混合物质时，溶液会遵循一些规则。了解这些规则可以帮助你更好地溶解物质。
- 如果你将水加热到更高的温度，更多的固体溶质可以溶解到其中。
- 如果你想要更多气体溶解在水中，将其冷却。气体在冷水中溶解得更好。
- 气体在高压下也溶解得更好。
- 有些油类永远不会溶解在水中，因为它们是不互溶的。这几乎是不可能的，所以不要尝试。
- 与不互溶物质相反的是互溶物质！这意味着可以溶解无限量的物质。当然，限制是你能获得多少物质。
- 大多数元素在水中溶解性不好，但卤素和氧气溶解性还可以。此外，第一族和第二族的金属溶解性也很好。
你可以在周围看到溶液的例子。如果你让水从溶液中蒸发，留下的任何固体溶质都会形成晶体。石笋和钟乳石是留下矿物质的很好的例子。你可能还会注意到，当你打开一罐汽水时，会释放出一些气体。这些气体是二氧化碳，当汽水是冷的时候它溶解在饮料中，当汽水变暖的时候它就不溶解了。鱼类能够存活，是因为水中溶解了氧气。[1]
在化学中，了解离子的摩尔浓度非常有用。首先，让我们记住摩尔是一个数字，就像一打一样。它不是数量，而是一个数字。一个复杂的数字，但毕竟只是一个数字。因此，如果我们有一摩尔的离子，例如 CaCl2，则有一摩尔的 CaCl2，一摩尔的 Ca 和2 摩尔的 Cl。就像如果有一打猫，就有一打尾巴，两打眼睛和四打爪子。（当然，除非有任何三只眼睛的变异猫或不幸失去一只眼睛的猫。）[1]
总之，我们需要知道的另一件事是摩尔浓度的符号。它是方括号。因此，[NaCl] 是氯化钠的摩尔浓度。[1]
当我们计算摩尔浓度时，我们会 解离 离子并分别计算它们。假设我们正在寻找 0.123 mol/L 溶液中 CaCl2 的摩尔浓度。首先，我们要解离离子。
- CaCl2(aq) → Ca(aq) + 2Cl(aq)
让我们先求出 Ca 的摩尔浓度！我们将浓度乘以摩尔数。在本例中，有一摩尔。
- [Ca(aq)] = 0.123 mol/L × 1 = 0.123 mol/L
因此，溶液中含有 0.123 mol/L 的碳。现在是氯。请记住，有两摩尔的氯。
- [Cl(aq)] = 0.123 mol/L × 2 = 0.246 mol/L
溶液中含有 0.246 mol/L 的氯！[1]
了解氢离子的摩尔浓度非常重要，因为氢离子会使 酸变酸。氢浓度越高，溶液的酸性越强。纯水是中性的。它的 pH 值为 7。这意味着水的氢浓度为 1×10-7 mol/L。酸性更强的物质，例如醋，其 pH 值约为 2，因此其氢浓度为 1×10-2。碱性物质的 pH 值为 11，其氢浓度为 1×10-11。[1]