[科普中国]-溶解系数

溶解系数又叫溶解度是指在一定的温度和压力下,在100g溶剂中所能溶解溶质最大的克数。

简介在一定的温度和压力下，物质在一定量的溶剂中溶解的最高量。一般以 100克溶剂中能溶解物质的克数来表示。一种物质在某种溶剂中的溶解系数主要决定于溶剂和溶质的性质。例如，水是最普通最常用的溶剂，甲醇和乙醇可以任何比例与水互溶。大多数碱金属盐类都可以溶于水；苯几乎不溶于水。溶解系数明显受温度的影响，大多数固体物质的溶解系数随温度的升高而增大；气体物质的溶解系数则与此相反，随温度的升高而降低。 溶解系数与温度的依赖关系可以用溶解系数曲线来表示。氯化钠NaCl的溶解系数随温度的升高而缓慢增大，硝酸钾KNO3的溶解系数随温度的升高而迅速增大，而硫酸钠Na2SO4的溶解系数却随温度的升高而减小。固体和液体的溶解系数基本不受压力的影响，而气体在液体中的溶解系数与气体的分压成正比。 物质的溶解系数对于化学和化学工业都很重要，在固体物质的重结晶和分级结晶、化学物质的制备和分离、混合气体的分离等工艺中都要利用物质溶解系数的差别。1

定量举例在一定温度下，某物质在100g溶剂里达到饱和状态（或称溶解平衡）时所溶解的克数，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解系数。在一定温度和压强下，物质在一定量的溶剂中溶解的最大量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解系数。溶解系数和溶解性是一种物质在另一种物质中的溶解能力，通常用易溶、可溶、微溶、难溶或不溶等粗略的概念来表示。溶解系数是衡量物质在溶剂里溶解性大小的尺度，是溶解性的定量表示。溶解系数常用符号S表示。溶解系数的单位用g/100gH2O表示。例如20℃，在100g水里最多溶解36gNaCl，则氯化钠在20℃的溶解系数是36g/100gH2O，可表示为S（NaCl）=36g/100gH2O。实际上溶解系数是没有单位的相对比值，按法定计量单位，可用质量分数表示。例如在20℃，S（NaCl）=0.36。溶解系数也可以用饱和溶液的浓度表示。例如，氯化钾在20℃的溶解系数是4.627mol/1000gH2O（此浓度为质量摩尔浓度），即表示20℃在1000g水中最多可溶解4.627mol的氯化钾。难溶物质的溶解系数也可以用物质的量浓度（摩尔浓度）表示。例如在25℃，氢氧化铁的物质的量浓度是0.45μmol/L，即表示1L氢氧化铁饱和溶液里含0.45μmol氢氧化铁。多数固体物质的溶解系数随温度的上升而增大，如氯化铵、硝酸钾。少数物质的溶解系数受温度变化的影响很小，如氯化钠。含有结晶水的硫酸钠（Na2SO4·10H2O）的溶解系数开始随温度的升高而增大，当达到一定温度（32.4℃）时，随温度的升高而减小（这时Na2SO4·10H2O脱水成Na2SO4）。含有结晶水的氢氧化钙[Ca（OH）2·2H2O]和醋酸钙[Ca（CH3COO）2·2H2O]等物质的溶解系数随温度的升高而减小。气体的溶解系数随温度的升高而减小，随压强的增大而增大。2

溶解物质溶解于水，通常经过两个过程：一种是溶质分子（或离子）的扩散过程，这种过程为物理过程，需要吸收热量；另一种是溶质分子（或离子）和溶剂（水）分子作用，形

成溶剂（水合）分子（或水合离子）的过程，这种过程是化学过程，放出热量。当放出的热量大于吸收的热量时，溶液温度就会升高，如浓硫酸、氢氧化钠等；当放出的热量小于吸收的热量时，溶液温度就会降低，如硝酸铵等；当放出的热量等于吸收的热量时，溶液温度不变，如氯化钠、蔗糖等。

固体溶质进入溶液后，首先发生微粒（分子或离子）的扩散（吸热）过程，接着是形成水合离子或水合分子的水合过程（放热）。这里有化学键的破坏和形成，严格说都是物理-化学过程。其实对于强电解质来说，溶解和电离是难以截然分开的，因为离子的扩散就是电离。不过对于弱电解质说来，首先是扩散成分子（吸热），然后在水分子作用下，化学键被破坏而电离成为自由离子（水合的）（这里总体表现是吸热还是放热要看破坏化学键需要的能量多，还是水合释放能量多了）。

假如是非电解质，那么溶解就是扩散与形成水合分子两个过程了。

一些溶质溶解后，会改变原有溶剂的性质，如氯化钠溶解在水中，电离为自由移动的钠离子与氯离子，故形成的溶液具有导电性（纯水不导电）；乙二醇溶解在水中，可降低水的凝固点。

注意事项1、固体物质的溶解系数是指在一定的温度下，某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的克数，用字母s表示，其单位是“g/100g水”。在未注明的情况下，通常溶解系数指的是物质在水里的溶解系数。

2．气体的溶解系数通常指的是该气体（其压强为1标准大气压）在一定温度时溶解在1体积水里的体积数。也常用“g/100g水”作单位（自然也可用体积）。

3．溶解系数是指在一定的温度下,某物质在100克溶剂（通常是水）里达到饱和状态时所溶解的克数。

4．特别注意：溶解系数的单位是克（或者是克/100克水）而不是没有单位。

天然气溶解系数在一定温度下压力每增加0.1兆帕时单位体积原油中溶解天燃气的多少。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所