一、溶解平衡 1. 溶解與沉澱
(1)溶解：將固體置入溶劑中，則固體粒子離開其表面進入液體中的現象稱為 溶解。
(2)沉澱：在溶劑中的溶質粒子到處游動，有些恰好撞擊到未溶解固體的表面，
便附著而析出，稱為沉澱，亦稱為結晶。
(3)溶解達平衡時，溶解速率等於結晶速率（但不等於零），故溶解平衡是一 種動態平衡。
2. 飽和溶液、未飽和溶液與過飽和溶液 (1)飽和溶液
①定義：定量溶劑中所溶解的溶質已達最大量。
②飽合溶液的形成：溶解與結晶的動態平衡。
糖溶解於水中和重新結晶析出是同時進行的，最初糖剛放入水中，
水中糖分子很少，因此糖溶解速率比重新結晶析出的速率快，使得溶液 中的濃度逐漸增大，由於糖的濃度增大，糖分子重新結晶析出的速率也 跟著增大，當溶解的速率和結晶的速率相等時就達到了平衡。此時溶液 中溶質的數目不再改變，但是溶解和結晶仍然持續進行。
糖＋水 糖水
③溶解平衡是動態平衡的證明：在飽和的冰糖溶液中放入一些小顆粒冰 糖，經過一段時間後，冰糖的形狀改變了，由小顆粒變為較大塊冰糖，
但未溶解的冰糖質量卻不變，此乃水中的冰糖分子和晶體中的冰糖分子 互相交換的結果。
溶解平衡 (2)未飽和溶液
①定義：定量溶劑中所溶解的溶質未達最大量。
②特性：未飽和溶液為穩定狀態，於其中再加入溶質，則加入的溶質可再 被溶解。
③使未飽和溶液達飽和的方法有二：繼續加入溶質或蒸發少許溶劑。
(3)過飽和溶液
①定義：濃度比飽和溶液大的溶液。此溶液極不穩定，將過量的晶體析出 後即成飽和溶液。
②過飽和溶液的製備：
A.首先把溶質加入溶劑中，在比較高的溫度時配成飽和溶液（此溶質在 高溫時溶解度需較低溫時為大）。
B.若飽和溶液中有未溶的溶質應先過濾除去。
C.然後將此濾液冷卻，冷卻時應避免震動，並且防止固態的溶質或其他物 質進入溶液中，以免溶液出現結晶，冷卻後所得溶液即為過飽和溶液。
③使過飽和溶液的結晶再次析出的方法
A.加入晶種：在溶液中加入細小的固體當晶體種子（簡稱晶種），則過量的 溶質就易於吸附並排列在晶種表面上而析出，促使過飽和溶液 發生結晶而變成飽和溶液。
B.攪拌：使溶質分子或離子增加接觸碰撞的機會，助長結晶核的形成。
二、溶解度
1. 定義：在某溫度下，一定量溶劑所能溶解溶質之最大量，稱為該溫度下之溶解度，即飽和溶 液中所含溶質的量，稱為該溶質在某一溫度時的溶解度。
2. 溶解平衡：溶液中，溶質溶解速率 = 溶質結晶速率時，稱為達到溶解平衡，此為一動態平衡。
3. 飽和溶液、不飽和溶液和過飽和溶液 (1) 飽和溶液：達到溶解平衡的溶液。
(2) 不飽和溶液：溶質在溶劑中的濃度尚未達到飽和，溶質還可繼續溶解。
(3) 過飽和溶液：溶液中所溶解的溶質量，超過飽和溶液時。為一不穩定的狀態，加入少許晶 體或攪動該溶液，過量的溶質就會結晶而析出。
4. 表示法：飽和溶液的濃度，通常以 100 克溶劑所能溶解的溶質質量來表示，記為「
100 克
克溶劑」； 亦可用每 1 升溶液含有溶質的莫耳數（莫耳 / 升）表示。
5. 分類：
(1) 可溶：溶解度大於 0.1 M 稱為可溶（即 S＞10-1 M）。
(2) 微溶：溶解度介於 10-1與 10-4M 稱為微溶（即 10-1M＞S＞10-4M）。 (3) 不溶：溶解度低於 10-4M 稱為不溶，有時稱為難溶。
⊙影響溶解度的因素
1. 溶質、溶劑的本性：物質的結構愈相似，愈容易互溶，即「同類互溶」。 (1)溶解度與溶質本性有關，例如酒精易溶於水，四氯化碳卻難溶於水。
(2)溶解度與溶劑本性有關，例如碘在水中溶解度低，但碘易溶於酒精中。
2. 溫度
(1) 固體和液體：大部分物質的溶解度隨溫度上升而增加，
少部分物質的溶解度隨溫度上升而降低。
(2) 氣體：氣體溶解度會隨著溫度的增高而降低。
3. 壓力
(1) 固體和液體：壓力對固態或液態溶質的溶解度影響較小，
可忽略不計。
(2) 氣體：壓力越大則氣態溶質的溶解度會越高。
科學知識家
⊙溶解包括下列三個步驟
1. 破壞溶質和溶質間的吸引力（吸熱）。如：食鹽的晶格能。
2. 破壞溶劑和溶劑間的吸引力（吸熱）。如：水分子間的氫鍵。
3. 形成溶質和溶劑間的吸引力（放熱），即水合能。如：水分子和鈉離子間的 水合作用。當溶質和溶劑間的水合能較大，溶劑的蒸氣壓較小，則溶解熱會 較大。
⊙相似者互溶意即同類互溶，極性溶劑（如：水）能夠溶解離子化合物以及能解離的分子化合物；
而非極性溶劑（如：有機溶劑）則只能夠溶解非極性的分子化合物。如：氯化鈉是一種離子化 合物，可溶於水但難溶於乙醇。
⊙以勒沙特列原理說明溫度與溶解度的關係，若溶液存在一溶解平衡：
溶質
結晶←
溶解→ 溶液
若溶解為一吸熱反應，則溫度上升，反應方向向右，溶質朝向繼續溶解的方向進行。若溶解為一放 熱反應，則溫度上升，反應方向向左，溶質朝向沉澱結晶的方向進行。
例題35 ―84.推甄―
「打開汽水瓶蓋，先有少許氣體逸出，接著又有大量氣泡從汽水中冒出，因此汽水溫度略為下降」
。上述現象詮釋下列事實中的哪一項？
(A)水變為水蒸氣時，吸收熱量
(B)該氣體的溶解度與壓力有關；壓力愈大，溶的愈多 (C)水在低壓之下，沸點下降
(D)該氣體是二氧化碳。
答案：(B)
解析：(B)此現象無法詮釋汽水中氣體的種類、水蒸發時的熱量變化及沸點與壓力變化之關係，只 能確知當壓力降低時，氣體的溶解度會變小。
例題36 ―89.日大―
下列何者與氣體在水中的溶解度較無關係？
(A)水的溫度 (B)氣體的壓力 (C)氣體的種類 (D)氣體的體積。
答案：(D)
解析：(A)溫度高，氣體在水中溶解度較小 (B)壓力大，氣體在水中的溶解度較大 (C)不同氣體，
在水中的溶解度不同 (D)難溶性氣體在水中的溶解度與壓力大小成正比，但壓力與氣體的 密度也成正比，所以壓力大時溶解氣體的質量較多，但熔解的氣體體積不變。
例題37 ―94.學測―
某鹽在 100 克水中的溶解度如下圖所示，下列敘述何者正確？
(A)此鹽的溶解度隨著溫度的升高而增大
(B)使用降溫法可將此鹽從飽和的水溶液中析出
(C)在 50 ℃與 60 ℃之間，此鹽在水中的溶解度大致相等
(D)於 10 ℃時，放此鹽 30 克於 100 克水中，充分攪拌後則其溶解度為 18 克。
答案：(C)
解析：(A)由題圖可知，溫度升高，溶解度變小。
(D) s（溶解度）仍為 10 克。
例題38 ―97.學測―
氫氧化鋁在不同 pH 值水溶液中的溶解度列於下表。根據下表資料，回答下列各題 (1)下列有關氫氧化鋁溶解度的敘述，哪一項正確？
(A)水溶液的 pH 值為 6 時，氫氧化鋁溶解度最大 (B)酸性的水溶液中，若 H＋ 離子濃度愈大，則氫 氧化鋁溶解度愈小
(C)鹼性的水溶液中，若 OH－ 離子濃度愈大，則 氫氧化鋁溶解度愈小
(D)在 1 升 0.0001 M 鹽酸溶液比在 1 升純水中溶 解度大。
(2)若要將此表在有限的空間作圖以便看出溶解度隨 pH 值的變化
，則縱坐標應使用下列哪一項（最方便）？
(A)溶解度 × 1000 (B)溶解度 ÷ 1000 (C)溶度度＋1000 (D)溶解度－1000 (E) log（溶解度）。
答案：(1)(D)；(2)(E)
解析：(1)(A) pH＝12 的水溶液中，Al(OH)3 的溶解度最大。
(B)(D)當 pH 值愈小，即 [H＋] 愈大時，Al(OH)3 的溶解度愈大。
(C)當 [OH－] 愈大時，Al(OH)3 的溶解度愈大。
(2)將溶解度取對數值，可方便看出溶解度和 pH 值的關係，因 Al(OH)3 為兩性物質，故難 溶於水，即在中性時溶解度最小，但可溶於強酸和強鹼中。
pH 值 4 5 6 7 8 溶解度對數值 －1.7 －4.7 －6.4 －5.4 －4.4
pH 值 9 10 11 12 溶解度對數值 －3.4 －2.4 －1.4 －0.4
pH 值 溶解度（mol/L）
4.0 2.0 × 10－2 5.0 2.0 × 10－5 6.0 4.2 × 10－7 7.0 4.2 × 10－6 8.0 4.0 × 10－5 9.0 4.0 × 10－4 10.0 4.0 × 10－3 11.0 4.0 × 10－2 12.0 4.0 × 10－1
例題39 ―94.指考―
大理石的主要成分是碳酸鈣，下列哪些因素可以影響大理石在水中的溶解度？
(A) pH 值 (B)攪拌 (C)水溫 (D)水的體積 (E)大理石顆粒的大小。
答案：(A)(C)
解析：大理石溶解的反應式：
CaCO3(s) ⇌ Ca2＋(aq)＋CO32－(aq)
改變上式平衡，溶解度便會受影響。
(A) pH 值愈小，H＋ 愈多，CO32－ 被消耗，平衡往右移，溶解度變大。
2H＋＋CO32－→ CO2↑＋H2O
(B)攪拌及(Ｅ)大理石顆粒的大小會影響溶解速率，但不影響平衡。
(C)水溫：溫度會影響平衡，故溶解度也會受影響。
(D)溶解度為飽和溶液的濃度，與水的體積無關。
例題40 ―95.指考―
晶體試樣甲、乙、丙三種，假定在小溫度的範圍內，其溶解度（克∕100 克水）曲線可簡化為如下圖
。今在室溫 20 ℃，配製甲、乙、丙三種試樣的飽和溶液，分別過濾得到澄清溶液後，做了下列實 驗。試問下列敘述哪些正確？
(A)升溫或降溫，丙溶液都不會有晶體析出來
(B)若將各溶液分別降溫至 15 ℃，則甲晶體會析出來
(C)若將各溶液的溫度，從 20 ℃升溫至 35 ℃，則只有乙晶體會析出來
(D)若將各溶液升溫至 30 ℃後過濾，所得澄清溶液在 30 ℃蒸發。當蒸發到溶液的體積變為原體積 的約十分之九時，甲與乙的晶體會析出來
(E)若將各溶液升溫至 35 ℃後過濾，所得澄清溶液在 35 ℃蒸發。當蒸發到溶液的體積變為原體積 的約十分之九時，乙與丙的晶體會析出來。
答案：(A)(B)(C)(E)
解析：(A)由題圖可看出，對丙而言，溶解度不隨溫度而變。
(B)對甲而言，溫度升高溶解度增加，當降溫至 15 ℃時會析出溶質。
(C)對乙而言，溫度升高溶解度降低，當升溫至 35 ℃時會析出溶質。
(E)在 35 ℃時，乙為過飽和溶液，會析出溶質；而丙會形成飽和溶液
。當溶劑量減少會使濃度升高，析出溶質。
例題41 ―96.學測―
有五種化合物，其溶解度（每 100 克水中所含溶質的克數）和溫
度的關係如下圖，試問下列哪一化合物溶解的過程為放熱反應？
(A) NaNO3 (B) CaCl2．2H2O (C) KCl (D) Na2SO4．10H2O (E) Na2SO4。
答案：(E)
解析：對放熱反應而言：溫度升高，對水溶解度降低。
例題42 ―92.指考―
例題44 ―86.學測―
裝有下列氣體的同體積、同壓力的五種氣球，以蠟燭將其燒破，何者的爆炸力會最大？
(A)氫氣
(B)氫氣與氦氣（體積比 2：1）之混合氣體 (C)氧氣與氦氣（體積比 2：1）之混合氣體 (D)氫氣與氧氣（體積比 2：1）之混合氣體 (E)氧氣。
答案：D
解析：氫氣與氧氣體積比 2：1，可以完全燃燒。
例題45 ―90.學測―
在實驗室中，是否正確使用或操作儀器，會影響實驗的結果。就圖示之四種實驗情況而言，下列敘 述何者是不正確的？
(A)本生燈的火焰騰空時，需要減小空氣的流量
(B)將 NaOH 顆粒放入水中後，用溫度計攪拌溶液幫助 NaOH 溶解 (C)視線正視刻度時，所得的讀數較為正確
(B)將 NaOH 顆粒放入水中後，用溫度計攪拌溶液幫助 NaOH 溶解 (C)視線正視刻度時，所得的讀數較為正確