課程名稱:水溶液 課程名稱:水溶液
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
水溶液
水溶液
:( 1 )意義:物質 在水中,形成的 混合物 如:糖水、食鹽水等。
( 2 )組成:溶液= + 。
:被溶解的物質,物質的三態均可作為溶質。
:溶解溶質的物質,通常是 。
無水的溶液中,量較多的成份叫做 ,量較少的成份 稱為 。
有水的溶液中,不論水量多少,水均視為 。
水溶液的意義與組成
溶解
溶質 溶劑
溶質
溶劑 水
溶劑 溶質
溶劑
溶質 溶劑
水溶液 均勻
水溶液的意義與組成
水溶液
: 若以水以外的物質當作溶劑(如酒精、丙酮、去漬油),其形 成的溶液稱為 。非水溶液
溶質
溶質狀態 固體 液體 氣體
水溶液 實例
糖水
食鹽水 酒 汽水
非水溶液:
碘酒 = 碘 ( 溶質 ) + 酒精 ( 溶劑 )
酒精 二氧化碳
糖、鹽
水溶液的性質
水溶液的性質
:( 1 )是混合物,溶質 ,能以 方法 (溶解、過濾、蒸發、結晶…)分離
( 2 )成分物質各保有其原有本性
( 3 )性質(熔點、沸點、密度)不固定,隨成分而定 ( 4 )以下示例不屬於水溶液:油加入水、液中的沉澱
物理
油浮於水面 液中的沉澱 溶質分布均勻
濃度處處相等
分布均勻
水 油
D
D D
沉澱 D
水微 觀
水溶液的性質
:( 5 ) 現象:
意義:物質粒子由 濃度區域往 濃度區域運動,直到 均勻分布(濃度 )的現象。
分布均勻後,粒子仍不停地運動,高溫時,擴散更 。
水溶液的擴散現象
擴散
高 低
快
巨 觀
微 觀
(媒體: 1
, 1’22” ) 相等
水溶液的濃度
分率概念與濃度
分率概念
:某一部份佔全體中的比率
是 與 的比值部分 全部
全部 分率 部分
濃度
:佔 的比率
是溶質的分率( 1 )用 比較: 重量百分濃度(%) 百萬分濃度( ppm ) ( 2 )用 比較:體積百分濃度
溶質 水溶液
質量 體積
百分 比值的分母為 100 時,是假設全部為一百 百萬分 比值的分母為 106 時,是假設全部為一百萬
6 5
10 10 5
. ... 2
1000 250 100
25 50
5 . .... 12
8 2 4
1
全部
分率 部分
常見的濃度表示法
常見的濃度表示法
:( 1 )重量百分濃度:符號 ,又稱『質量百分濃度』
P %:表示每 100 公克溶液中,含有溶質 克 P %
100
P
溶液克數 溶質克數 全部
分率 部分
100100
%
溶劑 溶質克數
溶質克數 溶液克數
P 溶質克數
( 2 )體積百分濃度:符號 ,常用於酒 類。
P % vol :表示每 100 毫升溶液中,含有溶質 毫升 P % v/v 或 P %
vol
100
P
溶液毫升數
溶質毫升數 全部
分率 部分
100
%
溶液毫升數
溶質毫升數 P
P
P
40 度
V V
% 1 1
度
100
% 溶質
溶液
公式運
用
範例解說
1. 一杯重量百分濃度為 8 % 的 250 公克糖水中:
含有糖 克。 水 克。 倒出 50 克糖水後,杯中的濃 度為 %,其內含糖 克,杯中甜度 。
20 230
g 100 20
250 8 糖
g 230 20
-
250 水
8
g 6 100 1
200 8 糖
16
2. ( )將 20 公克的食鹽完全溶於 80 克的水中,則食鹽水的重量 百
分濃度?( A ) 25 % ( B ) 20 %( C ) 15 %
( D ) 10 %。 100 20%
80 20
100 20
%
B
3. 定溫下,將某物質 5 公克加入 10 公克的水中,充分攪拌後,尚有 1 公 克未溶解,求: 此物質的重量百分濃度?(列式) 溶液質量 g 。
10 100 4
% 4
10 100
5
% 5
不變
濃度大者,
顏色愈深或愈甜(鹹)
溶液內濃度處處相等
14
範例解說
4. 將重量百分濃度為 30% 的糖水 500g ,加入適量純水稀釋至 5% ,則:
需要加水 公克。
稀釋後的糖水,質量為 公克。
X
500
100 500 30
100 5
解析: 稀釋前後,溶質不變
X
500 150 20
1
g X
X 2500
3000 500
3000 2500
範例解說
5. 小安有一瓶 100 mL 的酒,其酒精濃度標示為 20 %,則:
(若酒精的密度為 0.8 g/cm3 ,水的密度為 1.0 g/cm3 )
這瓶酒含有 mL 的酒精。
這瓶酒的重量百分濃度為多少? %。
20
100 20 100 20
% 67 . 16 96 100
100 16 1
80 8
. 0 20
8 . 0
% 20
16.67
假設體積有加成性
◎ 迷思澄清:
體積不具有「加成性」:
50 毫升水+ 50 毫升酒精= 98 毫升水溶液 ≠ 100 毫升水溶液
質量具有「加成性」:
50 g 水+ 50 g 酒精= 100 g 水溶液
V V /
%
20
範例解說
6. ( )取 50 %食鹽水 200g ,與 10 % 的食鹽水 300g 均勻混 合,
求混合液的濃度為多少%?
( A ) 48 % ( B ) 40 % ( C ) 30 % ( D ) 26
%。
D
% 5 26
100 130 500
100 130 300
200
100 300 10
100 200 50
%
混合液濃度在兩者之間
7. 某 500 mL 的水溶液中所含甲溶質的重量百分濃度為 5 %,若水溶液 密度為 0.6 g / cm3 ,則:
此水溶液的質量為 公克。 甲溶質的含量為 公 克。
VD M
g VD
M
300 6
. 0
500
300
g
M 15
100 300 5
甲
15
水溶液的溶解狀態
溶質能無限量的溶解嗎 ?
討論:
定溫下,在一杯定量的水中,逐次加入溶質,溶質溶解情形如何呢?
( 1 )剛開始,加入的溶質都能完全溶解
( 2 )直到有溶質因不能繼續再溶解,而形成 。沉澱
微 觀
沉澱
沒坐滿 剛好坐滿 坐滿了,有人沒座位
水溶液中溶質的溶解狀態
座位 多
人 沉澱(結晶)
溶解狀態:
( 1 )溶解探討:
溶劑:形成許多的 ;溶劑愈多,座位愈 。
溶質:是要入座位的 ;沒座位的人就是 。
( 2 )水溶液溶解狀態區分:
溶液:能再溶解溶質的水溶液
溶液:已達溶質溶解之最大限度之水溶液
溶質不能再溶,過多溶質會形成沉澱或結 晶
未飽和 飽和
未飽和溶液 飽和溶液 飽和溶液
溶解量與溶解度
溶解量: 溶解量
( 1 )意義:溶質溶解 的多寡 ( 2 )影響溶解量的因素:
:水多,溶的 。 :
對一般固體而言:溫度高,溶的 。 對氣體而言:溫度高,溶的 。
在溫度一定及水量固定下,其溶解量是 的 攪拌,能使溶質溶的 ,但不能溶的 。
水量 多
質量
溫度
多
快 多
固定 少
溶解
(媒體: 1
, 3’49” )
溶解度: 溶解度
( 1 )意義:定溫下, 水溶液的 。
定溫下,溶解度是 ,是溶質溶解的最大限度 是飽和時的濃度,是溶質與溶劑的比率
是溶解的溶質質量,是量之多寡 ( 2 )影響溶解度的因素:
:
固體:溫度高,溶解度 。( 例外)
氣體:溫度高時,溶解度 。
:壓力大,氣體溶解度 ;不影響固體溶質。
定溫下,二相同物質的水溶液若均達飽和,其濃度必 。
飽和 濃度
定值 溶解度
溶解量 溫度
提高 氫氧化鈣
相等
壓力 提高
降低
甲 乙
濃度:
。
甲=乙 固定 水+溶質 100
% 溶質 水 固定
比值=溶質
(媒體: 1
, 59” )
溶解量
水
30
= 9 10
3 溶質 水
甲
S
乙
溶解度說明例: 溶解度
= 假設每 10 公克水,能溶解 3 公克溶質
已知甲杯內有 20 公克水,溶解溶質 6 公克,尚有 10 公克沈澱,若在甲 杯再加入 30 公克水後成為乙 杯, 乙杯仍有沈澱,則濃度大小?甲 乙。
23.08%
13 100 100 3
6 20
= 6
%
: 甲
甲
23.08%
13 100 100 3
65 100 15
9) (30
6) (20
6 9 +
=
%
:
乙
乙
定溫下飽和,濃度相等
溶解度:
( 3 )溶解度的二種表示法:
重量百分濃度 % : 就是『溶解度』
是溶質與溶液的比值,並將溶液質量轉換為 100 公克
溶質 / 水質量比:每 100 公克水所溶解溶質的質量,符號:
S 。
是溶質與溶劑水的質量比值,並將水質量轉換為 公克
表示式:
溶解度
飽和溶液的濃度
100
100100
%
溶劑 溶質克數
溶質克數 溶液克數
P 溶質克數
100 100 S
S
水克數
溶質克數 水克數
溶質克數
公克 公克水 S 100
(媒體: 2
, 3’49” )
溶劑100
溶質
溶液 100
溶質
溶解度對溫度關係圖
溶解度:
( 4 )溶解度對溫度關係圖
大多固體:溶解度隨溫度增加而 。
氣體、氫氧化鈣:溶解度隨溫度增加而 。 食鹽:溶解度較不受溫度影響
食鹽
硝酸鉀… . 等大多固體
氫氧化鈣、氣體等 增加
減少
未飽和溶液
水與溫度對水溶液的影響討論
實驗操作 溶解量 溶解度 濃度
加水 水蒸發 增加溫度 降低溫度
ˍ ˍ
ˍ
ˍ
ˍ
水與溫度對水溶液的影響討論:
( 1 )對未飽和溶液而言:(一般固體溶質為例)
◎ 符號說明:
增加 、不變- 、減少 到
ˍ
到
ˍ ˍ 到
水與溫度對水溶液的影響討論
實驗操作 溶解量 溶解度 濃度
加水 水蒸發 增加溫度 降低溫度
水與溫度對水溶液的影響討論:
( 2 )對飽和溶液而言:(一般固體溶質為例)
飽和溶液 沉澱
◎ 符號說明:
增加 、不變- 、減少
到 ˍ ˍˍ ˍ
到
ˍ
現象說明: 現象說明
( 1 )喝完汽水後,往往會有打嗝的現象
。
( 2 )煮沸過的開水,冷卻後短時間為何不適合養魚
。
( 3 )打開汽水時,汽水總會冒出泡泡
。
( 4 )濃度大者, 有顏色或味道者,顏色愈深或味道愈甜(鹹)
。呃 呃
腹內高溫,氣體溶解度小,使多的氣體排出
高溫時,氣體溶解度小,水中含氧量不足
開瓶,瓶內壓力減,氣體溶解度小,使多的氣體排出 濃度高,溶質所佔比率高
範例解說
1. 如圖,在 20℃ 時,阿華泡了甲、乙兩杯鹽水,結果發現 甲杯比乙杯還鹹,於是把甲、乙兩杯加在一起,得到丙杯,
但發現丙杯中仍有少部分未溶解的鹽。
請問甲、乙、丙之濃度大小為何? 。甲=丙>乙
甲>乙
甲=丙
定溫下飽和,濃度相等
範例解說
2. 現有一飽和食鹽水溶液,如圖,則:
定溫下,加水後,若杯中仍有食鹽固體,則關於此水溶液的變化?
溶解量變化? 。 濃度變化? 。 溶解度變化? 。
加溫後,則關於此水溶液的變化?
溶解量變化? 。 濃度變化? 。 溶解度變化? 。。
增加 不變
不變
增加 增加
增加
水、溫度 溫度、壓力 (壓力不影響固體溶
質)
定溫下飽和,濃度相等
範例解說
3. ( )在定溫時,將硝酸鉀加入水中經均勻攪拌後,仍有部份硝酸鉀 形成沉澱未溶解,如圖(一)所示。今若再逐次加水,下列關 於此溶液之溶解度 S (虛線部分)及 溶液濃度 P (實線部 分)
與加入水的體積 V 的關係何者正確?
A
定溫, S 不變 加水後:
若仍飽和, P = S
若至未飽和, P < S
範例解說
4. 已知 25℃ , 100 克水能溶解 36 克食鹽,今有三支試管 A 、 B 、 C 分別加入 10 ml 水及 1 g 、 4 g 、 6 g 食鹽,則:
三試管濃度高低? 。
何者是飽和溶液? ;沉澱多少克? B g 、 C g 。
何試管可再溶解食鹽? ;加多少克可恰達飽和? g 。
10 克水能溶 3.6 克
B = C > B 、 CA
g B 4 3 . 6 0 . 4
0.4 2.4
A 2.6
10 6 . 3 10
? 100
36
S
g C 6 3 . 6 2 . 4
g A 3 . 6 1 2 . 6
定溫下飽和,濃度相等
5. 在 20℃ 時,食鹽的溶解度為 25 公克/ 100 公克水。則同溫下:
在 50 克水中加入 19 克食鹽,溶解狀態為 ,濃度為 % 。 ※ 溶解狀態選項:( A )飽和溶液( B )未飽和溶液( C )過飽和溶液
範例解說
確認溶解度
50 5 . 12 100 25
S
A
% 20 5 100
. 62
5 . 100 12
50 5
. 12
5 .
% 12
% 20 125 100
100 25 100
25
% 25
定溫下飽和,濃度相等
取用哪數值計算更方 便?
20
(沉澱 6.5
g )
5. 在 20℃ 時,食鹽的溶解度為 25 公克/ 100 公克水。則同溫下:
在 25 克水中加入 5 克食鹽,溶解狀態為 ,濃度為 % 。 ※ 溶解狀態選項:( A )飽和溶液( B )未飽和溶液( C )過飽和溶液
範例解說
確認溶解度
25 25 . 6 100 25
S
B
% 67 .
16 30 100
100 5 5
25
% 5
16.67
(可再加 1.25
g )
5. 在 20℃ 時,食鹽的溶解度為 25 公克/ 100 公克水。則同溫下:
在 250 克水中加入 69.9 克食鹽,溶解狀態為 , 濃度為 % 。
※ 溶解狀態選項:( A )飽和溶液 ( B )未飽和溶液 ( C )過飽和溶液
範例解說
確認溶解度
250 5 . 62 100 25
S
(沉澱 7.4 g )
定溫下飽和,濃度相等
% 20 125 100
100 25 100
25
% 25
取用整數值計算方便
A 20
範例解說
6. 某物質 7 公克加入 20 公克的水中,有 2 克沉澱。則:
此物質溶解度 g / 100g 水。
此物質飽和溶液的重量百分濃度 %。
25
20
100
水 溶質
25 100 S
S 20
5 20
2 -
7
水 溶質
g g
100
100 溶液
溶質
20 25 100
100 5 )
2 7
( 20
2
% 7
%
7. ( )圖為某物質對水的溶解度與溫度的關係圖。在 20℃ 時,將 40 公 克
此物質加入 100 公克水中,若不計水的蒸發,則下列敘述何者正 確?
( A )此水溶液為飽和溶液
( B )若將此水溶液加熱至 40℃ 時,水溶液的重量百分率濃度變小 ( C )若將此水溶液降溫至 10℃ 時,水溶液的重量百分率濃度變大
( D )若將此水溶液降溫至 0℃ ,再加入 10 公克的固體時,恰為 飽和
溶液。
範例解說
D
g g
S
, 48 100
, 小 20 C S 高溫
溶液不變 溶質
C
40
S 40
g100
g ,
g g 50 100
C S 0
未飽和 不變
不變
溶液不變 溶質
C
10
S 49
g100
g ,
30 6 30
? 100
20
S
8. 附圖為硝酸鉀在不同溫度下對 100 克水的溶解度,則:
若想配製高濃度的硝酸鉀,應使用 溫的水。
若在 30℃ 時,取 30 毫升的水與 8 公克的硝酸鉀混合,則 屬於下列何種溶液? (A) 飽和溶液 (B) 未飽和溶液
承上,將此溶液降溫至 20℃ 時,則屬於下列何種溶液?
(A) 飽和溶液 (B) 未飽和溶液
承上,會有 公克硝酸鉀 結晶出來。
範例解說
高 B
A
g 2 6
8
2
大 高溫 , S
30 5 . 10 30
? 100
35
S
9. 已知糖在不同溫度的溶解度如附表所示。則回答下列問題:
( )阿嬌將 6 公升的水煮沸後,倒入一大包砂糖,完全溶解後,自 然冷卻至 20 ℃ ,從鍋中生成糖的結晶共有 3 kg ,假設加熱 時
水蒸發量很小可以忽略,則阿嬌倒入沸水中的 糖約為多少?
( A ) 12 kg ( B ) 15 kg ( C ) 18 kg ( D ) 21 kg 。
若阿嬌需要配置 50 ℃ 、 1800 公克的飽和糖水,需要加入糖 克。
範例解說
1300 B
kg 15 3
12
kg 12 g
2000 1
y
6000 y 100
200
水
糖
g 00 3 1 x
1800 x 360
260 100
260
水 糖
糖 水
糖