top of page
5e.png

​莫斯利自然科學

影響溶解度的因素:本性、溫度、壓力與經典大考題解析|莫斯利

10月28日
讀畢需時 3 分鐘

已更新:10月29日

在高中選修化學的溶液章節中,「影響溶解度的因素」是每年大考與段考的必考核心。為什麼有些物質溶於水卻不溶於汽油?溫度升高時,固體和氣體的溶解度會有什麼截然不同的變化?本篇講義帶你透過觀念拆解與經典例題,一次完全掌握!


一、影響溶解度的三大核心因素

物質在溶劑中溶解的多寡(即溶解度,Solubility)主要受以下三大因素影響:


1. 溶質和溶劑的本性:受「同類互溶」的原則影響

  • (1) 相同溶質在不同溶劑中溶解度不同:


    • 例如四氯化碳易溶於苯、己烷中,卻難溶於水。


  • (2) 不同溶質在同一溶劑中溶解度不同:


    • 例如食鹽易溶於水,四氯化碳卻難溶於水。


    • 核心規律:極性溶質(如水)易溶於極性溶劑;非極性溶質(如油脂、四氯化碳)易溶於非極性溶劑(即「同類互溶」)。


2. 溫度

  • (1) 固體溶質的溶解度與溫度:


    • 大部分的固體溶質,其溶解過程為吸熱反應,故溫度愈高,溶解度愈大。


    • 若溶解過程為放熱反應,則溫度愈高溶解度反而愈小(例如 Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>、CaSO<sub>4</sub>、Ce<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> 等)。   


  • (2) 溶解度曲線的意義:


    • 以縱軸表示 100 克水中溶質的克數,橫軸表示溶液的攝氏溫度,所畫出的曲線。從圖中可看出各物質隨溫度變化的溶解趨勢(如 KNO<sub>3</sub> 隨溫度升高溶解度劇增,而 NaCl 則幾乎不受溫度影響)。   


  • (3) 氣體溶質的溶解度與溫度:


    • 氣體溶解時均為放熱反應,故氣體溶解度隨溫度上升而減少(例如溫開水中的氣泡會跑出來)。


3. 壓力

  • (1) 固體或液體的溶解度:


    • 壓力對固體或液體的溶解度影響並不明顯,一般可忽略。


  • (2) 氣體的溶解度:


    • 壓力對氣體的溶解度影響極為顯著;定溫下,氣體的壓力愈大,溶解度也就愈大(此即亨利定律的基礎)。


二、經典大考題演練與詳細解析

【題目】

下列有關溶解度的敘述,何者正確? (A) 鹽類在水中的溶解度均隨溫度之升高而增加 (B) 混合氣體中,某物質在水中的溶解度隨總壓之增加而增加 (C) 氣體在水中的溶解度隨溫度之升高而減少 (D) 低溫、高壓有利於氣體溶解 (E) 分子量愈小的氣體,愈易溶於水。


【詳細解題步驟】

  • 步驟一:逐一檢視各選項觀念


    • (A) 錯誤:大部分鹽類溶解是吸熱的,但也有少部分鹽類(如硫酸鈉 Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>、硫酸鈣 CaSO<sub>4</sub> 等)溶解時是放熱的,其溶解度隨溫度升高而下降。


    • (B) 正確:根據氣體分壓定律與溶解度關係,混合氣體中某氣體的分壓(隨總壓增加而增加)愈大,該氣體在水中的溶解度就愈大。


    • (C) 正確:氣體溶於水為放熱反應,因此溫度升高會使氣體溶解度下降。


    • (D) 正確:氣體溶解度受「低溫(放熱反應,降溫有利)」與「高壓(加壓有利)」所促進,故低溫、高壓最有利於氣體溶解。


    • (E) 錯誤:氣體在水中的溶解度主要取決於其與水的「極性本性」(是否為極性分子、能否與水形成氫鍵或發生化學反應,例如氨 NH<sub>3</sub> 或氯化氫 HCl 極易溶於水),與分子量大小沒有絕對的正比關係。


  • 正確答案:(B)、(C)、(D)




💡 莫斯利重點整理:解題核心心法

  • 固體吸熱、氣體放熱:記憶溶解度與溫度的關係,只要記住「固體加熱多半溶解度變大(吸熱),氣體加熱溶解度一定變小(放熱)」。


  • 氣體溶解看低溫高壓:想把汽水裡的二氧化碳保留越多越好,就要放在冰箱(低溫)並打氣密封(高壓),這是生活結合化學的最佳寫照!



bottom of page