很多人认为,一斤水加一斤盐就可以化为两斤盐水之类的方式。
就像好似,蛋糕一切两半还是一半可以分一半。
实际上这样的看法是错误的。
今天就让我们一起来探讨这样的问题究竟是为何。
化学中的「假象」。
化学中我们提到的溶液的重量的时候,通常是指溶质和溶剂的总质量。
比如说,溶质质量是0.6千克,溶剂的质量是0.4吨,那么这个溶液的质量就是1吨。
这里的质量就是指的是重量,没有区分。
但是有一点需要注意的是,溶的质量的时倨受到溶剂的影响。
通过下面这个实验我们可以看出,溶质会增加溶液质量。
我们向一个盛有1千克水的烧杯中加入1千克的食盐,先让其溶解。
然后进行称量,我们会发现溶液的质量大约是2千克。
这是为什么呢?
加入第二千克的食盐后,烧杯中有多少物质呢?
我们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。
食盐的密度更大,大概是2千克/升,所以1千克的食盐大概是0.5千升。
那么在烧杯中,总共有1+0.5=1.5千升的物质。
这些物质合在一起,质的大小是。
1千克水中包含大概1千克的物质,1千克食盐中包含大概0.5千克的物质,所以1千克水的「重」大概是1.5千克,1千克食盐的「重」大概是1.5千克。
所以总的来说,这1.5+1.5=3千千克的物质。
所以总的来说,物质的质量是3千千克。
上面的计算中,没有做太多的理论分析,但是我们可以看出,溶质的质量会变大,这个现象和我们最初的理论是一样的。
那么是什么原因,导致溶质变大了。
溶剂将溶质包裹在其中。
溶液的物质中包括的溶质和溶剂。
在溶质溶解到了溶剂中的时候,溶质会被溶剂包裹在其中。
那么,溶质溶解到了溶剂中后,有多少的质量不会被包裹在其中呢?
我们先看看溶质溶解到溶剂之中和溶质没有溶解到溶剂中的时候的质量是多少。
如果溶质没有溶解到溶剂中,那么就不会有溶液形成,所以这时候的质量就是溶质的质量。
而这时候有多少溶质被包裹在其中呢?
我们可以知道,在溶质没有溶解到溶剂中的时候,没有。
所以溶质被包裹在其中的质量就是,随着溶质的溶解,这一部分质量会逐渐减少,而另一方面,随着溶质的溶解,又会有一部分质量被包裹在其中。
这样看来,一般来说,这两部分的质量是一样的,所以我们可以认为这部分质量是2/3。
而另外的1/3的质量,就是没有被包裹在其中的部分质量。
如果溶质的质量是一定的,那么一般我们可以认为溶质溶解到了溶剂中之后的质量就是溶质的两倍。
当溶质溶解到了溶剂中后,溶质会被包裹在其中,所以溶液的质量会变大,那么总质量就是溶质的质量和这两份质量的和。
如果溶质没有溶解到溶剂中,那么总质量就是溶质的质量,如果溶质溶解到了溶剂中,那么总质量就是溶质的质量和两份溶质被包裹在其中的质量,所以总的来说,溶质溶解到了溶剂中之后,总物质的质量一定变大了。
结论。
那么在前面的几个问题中我们只分析了1千克的水中溶解1千克的食盐,为什么质量会从2千克变成3千克,如果两边的质量不是1千克,那么会是怎样呢?
所以我们可以将溶质的质量设置为各自的质量,那么溶质的重量是多少?
设溶质的质量为m,溶剂为M,一般来说,除了稀溶液,我们可以认为溶剂的质量要远远大于溶质的质量,这样我们就可以认为溶剂的质量是一个定值。
我们认为溶质的质量是一个变量。
随着m的变化,做出m和总质量的图像,从图像中我们可以看出,当m的值比较小的时,总物质的质量几乎没有太大的变化,但是m的值比较大的时候,总的物质质量就会逐渐增大。
同样,总的物质质量和溶剂的质量是正相关的,溶质和溶剂的质量相近的时候,总的物质质量增长的速度就会更快。
总的来说,我们不能单纯的将溶质和溶剂的质量相加,就认为总的物质质量就是这两者之和,这样就会忽略掉溶质溶解到溶剂中所带来的改变。
这样可能会导致结果是错误的。