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2 第二课 溶解和结晶

免费读1261字2024-07-22

  老师:同学们,上节课我们一起学习了物质溶解时的能量变化,今天我们要继续学习溶解和结晶。

  学生:从微观角度看,溶解是溶质微粒克服微粒间的作用力离开溶质表面向溶剂扩散的过程。请同学们思考一下什么是结晶?

  学生:容器中的溶质微粒碰撞固体表面时,受到固体表面微粒对它的吸引力会在未溶解的固体表面聚集而形成晶体。我们把溶液中的溶质从溶液中吸出的过程称为结晶。

  老师:下面我们来观察一个实验,请同学们思考,一定条件下在饱和溶液中溶解停止了吗?

  学生:将硫酸铜芯体浸没与硫酸铜饱和溶液进行试验。将一小块残缺的硫酸铜芯体悬化于杠杆一端,浸没在硫酸铜饱和溶液中,初始杠杆尺调节至平衡,在微距镜头下可以看到硫酸铜晶体形状发生了改变,残缺的晶体逐渐修复为规则的形状,在这个过程中,杠杆始终处于平衡状态,说明硫酸痛晶体质量未发生改变。通过刚才的实验,我们发现常温下在硫酸铜的饱和溶液中悬挂一块残缺不规则的硫酸铜晶体,一段时间后晶体的质量不变,可是晶体的形状变规则了,请大家思考其中可能的原因。

  学生:我们通过实验现象可以得知,在饱和溶液中,当晶体在吸出的时候,晶体的溶解并没有停止,因为晶体的形状虽然变规则了,但是质量并没有发生改变,这说明溶解和结晶同时存在。那么此时两者的速率如何?

  学生:对的,此时他们的速率也一定相等。科学实验证明,溶解和结晶是两个同时进行的相反过程。在一定条件下,当溶质的溶解速率和结晶速率相等,物体溶质的质量不再发生改变的状态,我们称为溶解平衡状态。这时的溶液是饱和溶液,这是一个动态平衡,即溶解速率等于结晶的速率半不等于零。那么如何打破这个平衡状态?

  学生:要破坏溶解平衡的状态,我们只要改变条件,使得溶解和结晶的速率不相等即可。当溶解速率大于结晶速率时,我们会看到固体不断的溶解感知,当溶解速率小于解晶速率,则固体会吸出。以上都是不平衡的状态,只有溶解的速率与结晶的速率相等时,固体溶质的质量才不再改变,也就是我们所说的溶解平衡的状态。请同学们思考这张图中,夏季晒炎,冬季捞茧这两句话分别利用了什么原理来获得?金体?

  学生:夏季善元采取的是蒸发结晶,东西捞茧采取的是降温结境。那么采用何种结晶方式与什么有关?

  学生:一般溶解度随温度变化较大的,我们采用降温解晶,如碳酸钠。笼解度随温度变化较小的,采用蒸发解金,如氯化钠。盐碱壶里含有大量的氯化钠和碳酸钠,碳酸钠的溶解度随温度改变而改变幅度很大,温度很低时溶解度很小,此时结晶的速率远远大于溶解的速率,碳酸钠就会稀出而沉淀在盐湖底部,而聚化钠不会沉淀,因此此时打捞盐湖底部可以得到焦醇的碳酸钠布局。我们称此为冬季夭茧。

  学生:夏天气温较高,碳酸钠溶解度随温度升高而变大,于是溶液里的碳酸钠溶液变成了不饱和的状态,溶解的速率大于了结晶的速率。但是氯化钠溶解度变化并不大,因此晒掉一部分水分后,玉花钠溶液

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