饱和溶液

以固体溶质在水里的溶解过程来讲，当固体溶质放到水里时，固体表面的微粒(分子或离子)由于本身的振动和水分子的吸引作用，便渐渐地离开固体表面进入水分子之间，并通过扩散作用，均匀地分散到水的各个部分，这个过程叫做溶解。

与此同时，溶液中还进行着另一个相反的过程，就是那些已经溶解的溶质微粒(分子或离子)在溶液中不断运动。其中有些溶质微粒当碰到尚未溶解的固体表面时，又被吸引住而重新回到固体表面上来，这个过程叫做结晶。

显然，结晶与溶解是相互对抗的，它们是物质溶解整个过程中的一对矛盾。在开始时，溶液里溶质的分子(或离子)数很少，结晶速度比溶解速度要小得多，溶解成为矛盾的主要方面，整个过程表现为固体溶质在不断地溶解。但随着固体的不断溶解，溶液里溶质分子(或离子)数渐渐地增多，则结晶速度也增大。^[3]

这样，必将会达到结晶速度与溶解速度相等，即在单位时间内从固体上进入溶液中的分子(或离子)数和从溶液中返回到固体上的分子(或离子)数相等。此时，在表面上看来溶解过程似乎停顿了，而实际上只是“固体溶质”的溶解与“溶液中的溶质”的结晶，成了动态平衡，即：

右式的这种状态，叫做溶解平衡。这种状态下的溶液，就叫做饱和溶液。饱和溶液是能与过量的溶质成平衡状态的溶液。通常情况下，饱和溶液这个名词也可以这样讲：在一定温度下，不能再继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。反之，还能继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。

在这里要注意的是，不要认为饱和溶液一定很浓，或者不饱和溶液一定很淡。对于同一种溶质的溶液，我们说，在一定温度下，它的饱和溶液总要比不饱和溶液浓些，那是完全正确的。但是对不同溶质的溶液，就不能这样讲了。因为，从饱和溶液和不饱和溶液的定义来看，溶液是饱和还是不饱和，关键在于它能不能继续溶解溶质，而不在于溶液的浓或淡。由于各种物质的溶解能力不同，有些物质的溶解能力很小，即使它的饱和溶液，仍然是很淡的。例如熟石灰，在20℃时，在100克水里最多只能溶解0.165克。这已是一种饱和溶液，但它是很淡的溶液。与此相反，有些物质的溶解能力很大，即使它的溶液已是很浓，也还不一定是饱和溶液。^[3]

通过以下方式可以使不饱和溶液变为饱和溶液：

1. 增加溶质至溶质有剩余；
2. 蒸发溶剂（可用蒸发法，最好为恒温蒸发，要看到有晶体析出）；
3. 降低溶剂温度至有晶体析出。（注：少部分溶液则相反，溶剂温度越高它们的溶解度越低）

通过以下方式可以使饱和溶液变为不饱和溶液：

1. 升高溶液温度；（注：此转化条件仅适用于溶解的最大量随温度升高而增大的固体物质）
2. 增加溶剂。

溶液有不饱和、饱和、过饱和三种情况。溶液的这三种情况，还可以从溶解度曲线上看出来。溶解度曲线是反映溶解度和温度间关系的一种数学表示法。曲线上的任意一点从数量上看是表示在某一温度下某种溶质的溶解度。同时也表示这时的溶液已经达到了平衡状态，也就是说已经成为这个温度下的饱和溶液。

从溶解度曲线看溶液的饱和程度

右图是硝酸钾的溶解度曲线。在这条曲线上的一点A，表示在60的时候，100克水里溶解了110克硝酸钾，得到硝酸钾在这个温度下的饱和溶液。这时候溶液里如果还有没有溶解的溶质存在，那么它和已经溶解的溶质之间就处在动态平衡状态，所以A点表示：溶质处在固液两相的平衡状态，也叫做稳定状态。

在曲线右下方面积上的任何一个点都和曲线上的点有不同的含义。如B点就表示在80的时候100克水里溶解了90克硝酸钾。不过这时候的溶液并不是饱和溶液，如果往溶液里再加一点硝酸钾溶质，它还可以继续溶解。也就是说，曲线右下方面积上的每一个点都表示溶液处在不饱和溶液状态，这时候溶液里不会有没有溶解的溶质存在，只有一个液相，是单相体系。因为这种溶液还可以继续溶解相同的溶质，所以这种溶液是不稳定的，这种状态叫做不稳定状态。

在曲线左上方面积上的点表示溶液里所溶解的溶质的数量超过了在这个温度下这种溶质的溶解度，说明这种溶液是过饱和溶液。过饱和溶液极容易析出晶体而变成饱和溶液，这样就转入了稳定状态。^[4]

1. 有固体剩余物；

2. 取一定量溶质加入该溶液搅拌后不再溶解。

过饱和溶液是指溶液中所含溶质的量大于在这个温度下饱和溶液中溶质的含量的溶液（即超过了正常的溶解度）。溶液中必须没有固态溶质存在才能产生过饱和溶液。

制取过饱和溶液，需要在较高的温度下配制饱和溶液，然后慢慢过滤，去掉过剩的未溶溶质，并使溶液的温度慢慢地降低到室温。这时的溶液，它的浓度已超过室温的饱和值，已达到过饱和状态。

溶液：一种或一种以上的物质以分子或离子形式分散于另一种物质中形成的均一、稳定的混合物。上文提到，浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液不一定是不饱和溶液，但同种溶质，饱和溶液一定比不饱和溶液浓度大。

按聚集态不同分类：

• 气态溶液：气体混合物，简称气体（如空气）。
• 液态溶液：气体或固体在液态中的溶解或液液相溶，简称溶液（如盐水）。
• 固态溶液：彼此呈分子分散的固体混合物，简称固溶体（如合金）。

溶液的理化特性为：

• 均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样；
• 稳定性：温度不变，溶质，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离(透明)；
• 混合物：溶液一定是混合物。

在一定的温度和压强下，在一定量的某一种溶剂里所能溶解的某一种溶质的最大限度量，也就是形成饱和溶液的时候一定量的溶剂里所含的溶质量，叫做这种溶质在这种溶剂里的溶解度。

溶解度通常用100克溶剂里的溶质量来表示。在这里要注意：是100克溶剂而不是100克溶液。

溶解速度就是每个单位时间里溶质进入溶液里的量。

有的物质溶解度大，溶解速度也快；有的物质溶解度小，溶解速度也慢。例如，容易溶解的蔗糖比难溶的石膏溶解速度快。即使都是容易溶解的，溶解度比较小的食盐的溶解速度也比溶解度大的蔗糖慢。这都是由物质的本性不同而引起的。

除此之外，也还有一些因素影响物质的溶解速度。

固体溶质颗粒的大小对溶解速度也有比较大的影响。因为固体的溶解只能在固液两相的界面处进行，而粉碎可以增加溶质和溶剂的接触面，因此溶质粉碎程度越大，溶质的表面积就越大，溶解速度也就越大。

搅拌或者摇动也可以加快溶解速度。因为溶解了的溶质微粒在离开固体溶质后的扩散速度是相当慢的，这就使固液两相界面处的溶质的浓度最大，并且很快就接近了饱和浓度。要想使新的溶质继续溶解，就必须使饱和层的溶质扩散出去。但是，自动扩散是比较缓慢的过程，因此，在静置状态下溶解是缓慢的。如果加以搅拌，就可以加速扩散过程，促使不饱和的那部分溶液和溶质接触，这就增大了溶解速度。

加热可以使溶质和溶剂微粒的运动速度加快，并且能引起对流，因此也能起到搅拌或者摇动相同的效果。但是必须说明的是，加热同时还可以使溶解度改变，而搅拌或者摇动却并不影响溶解度。

在实际工作中，常用粉碎溶质、加热、搅拌或者摇动这三种手段来加快固体的溶解速度，以达到提高工作效率的目的。

在一定温度下溶液里的某种溶质超过这种溶质的饱和限度的溶液，叫做这种溶质的过饱和溶液。在溶质溶解量没有达到最大限度之前所形成的溶液，都叫不饱和溶液。

饱和溶液里所含的溶质多少，和哪些因素有关呢？

一是溶剂的种类，二是溶质的种类。溶剂不同，或者溶质不同，饱和溶液里所含的溶质量也不同。三是溶剂的量。同一溶质溶解在同一溶剂里，溶剂越多，当然饱和溶液里含的溶质越多。所以我们常常说明在一定量的溶剂里。四是温度。温度不同，同一溶质在一定量的同一溶剂里，饱和溶液里含的溶质质量也不同。五是压强。对于固体和液体溶质来说，压强的影响不大。对于气体溶质来说，压强的影响却很大。^[4]

在一定温度下溶液里的某种溶质超过这种溶质的饱和限度的溶液，叫做这种溶质的过饱和溶液。过饱和溶液是不稳定的，如果搅拌溶液、使溶液受到震动、摩擦容器器壁、或者往溶液里投入固体“晶种”，溶液里的过量溶质就会马上结晶析出。结晶之后，剩下的母液就是跟溶质晶体处在平衡状态的饱和溶液。

过饱和溶液是一种不稳定的状态，它能够存在的原因是：这种溶液中溶质不容易形成结晶中心(叫晶核)。要结晶，必须在溶液中形成结晶中心，才能使溶液中溶质质点在结晶中心周围按次序排列集合成晶体析出。^[5]