很多人認為,一斤水加一斤鹽就可以化為兩斤鹽水之類的方式。
就像好似,蛋糕一切兩半還是一半可以分一半。
實際上這樣的看法是錯誤的。
今天就讓我們一起來探討這樣的問題究竟是為何。
化學中的「假象」。
化學中我們提到的溶液的重量的時候,通常是指溶質和溶劑的總品質。
比如說,溶質品質是0.6千克,溶劑的品質是0.4噸,那麽這個溶液的品質就是1噸。
這裏的品質就是指的是重量,沒有區分。
但是有一點需要註意的是,溶的品質的時倨受到溶劑的影響。
透過下面這個實驗我們可以看出,溶質會增加溶液品質。
我們向一個盛有1千克水的燒杯中加入1千克的食鹽,先讓其溶解。
然後進行稱量,我們會發現溶液的品質大約是2千克。
這是為什麽呢?
加入第二千克的食鹽後,燒杯中有多少物質呢?
我們知道水的密度大概是1千克/升,所以1千克的水大概就是1千升。
食鹽的密度更大,大概是2千克/升,所以1千克的食鹽大概是0.5千升。
那麽在燒杯中,總共有1+0.5=1.5千升的物質。
這些物質合在一起,質的大小是。
1千克水中包含大概1千克的物質,1千克食鹽中包含大概0.5千克的物質,所以1千克水的「重」大概是1.5千克,1千克食鹽的「重」大概是1.5千克。
所以總的來說,這1.5+1.5=3千千克的物質。
所以總的來說,物質的品質是3千千克。
上面的計算中,沒有做太多的理論分析,但是我們可以看出,溶質的品質會變大,這個現象和我們最初的理論是一樣的。
那麽是什麽原因,導致溶質變大了。
溶劑將溶質包裹在其中。
溶液的物質中包括的溶質和溶劑。
在溶質溶解到了溶劑中的時候,溶質會被溶劑包裹在其中。
那麽,溶質溶解到了溶劑中後,有多少的品質不會被包裹在其中呢?
我們先看看溶質溶解到溶劑之中和溶質沒有溶解到溶劑中的時候的品質是多少。
如果溶質沒有溶解到溶劑中,那麽就不會有溶液形成,所以這時候的品質就是溶質的品質。
而這時候有多少溶質被包裹在其中呢?
我們可以知道,在溶質沒有溶解到溶劑中的時候,沒有。
所以溶質被包裹在其中的品質就是,隨著溶質的溶解,這一部份品質會逐漸減少,而另一方面,隨著溶質的溶解,又會有一部份品質被包裹在其中。
這樣看來,一般來說,這兩部份的品質是一樣的,所以我們可以認為這部份品質是2/3。
而另外的1/3的品質,就是沒有被包裹在其中的部份品質。
如果溶質的品質是一定的,那麽一般我們可以認為溶質溶解到了溶劑中之後的品質就是溶質的兩倍。
當溶質溶解到了溶劑中後,溶質會被包裹在其中,所以溶液的品質會變大,那麽總品質就是溶質的品質和這兩份品質的和。
如果溶質沒有溶解到溶劑中,那麽總品質就是溶質的品質,如果溶質溶解到了溶劑中,那麽總品質就是溶質的品質和兩份溶質被包裹在其中的品質,所以總的來說,溶質溶解到了溶劑中之後,總物質的品質一定變大了。
結論。
那麽在前面的幾個問題中我們只分析了1千克的水中溶解1千克的食鹽,為什麽品質會從2千克變成3千克,如果兩邊的品質不是1千克,那麽會是怎樣呢?
所以我們可以將溶質的品質設定為各自的品質,那麽溶質的重量是多少?
設溶質的品質為m,溶劑為M,一般來說,除了稀溶液,我們可以認為溶劑的品質要遠遠大於溶質的品質,這樣我們就可以認為溶劑的品質是一個定值。
我們認為溶質的品質是一個變量。
隨著m的變化,做出m和總品質的影像,從影像中我們可以看出,當m的值比較小的時,總物質的品質幾乎沒有太大的變化,但是m的值比較大的時候,總的物質品質就會逐漸增大。
同樣,總的物質品質和溶劑的品質是正相關的,溶質和溶劑的品質相近的時候,總的物質品質增長的速度就會更快。
總的來說,我們不能單純的將溶質和溶劑的品質相加,就認為總的物質品質就是這兩者之和,這樣就會忽略掉溶質溶解到溶劑中所帶來的改變。
這樣可能會導致結果是錯誤的。