化學 · 溶液 · 溶解度 / 原理與探索
冷卻重結晶實驗解說
當一種溶質溶解在熱水中，冷卻時，部分溶質可能會以晶體的形式析出，這與溶解度的變化有關。透過改變起始溫度、結束溫度、水的質量以及初始溶解的溶質量，比較析出的晶體量。基於質量守恆定律，分析這些因素對析出的晶體量的影響。質量守恆定律指出，初始新增的總溶質量，會被溶液中的溶質和晶體所分。
它是怎麼工作的？
總溶質 = 溶解的溶質 + 晶體保持不變。如果末溫度時新增的溶質少於溶解極限，則沉澱量為 0 g。
關鍵關係
析出量 = max(0, m₀ − S(T 結束) × 水量/100)
嘗試這個實驗
- 首先，確定所有溶質在初始溫度下熔化的條件。在冷卻過程中，觀察曲線上的當前溫度點以及晶體質量的變化。
- 執行並記錄 150 g 虛擬 A，100 g 水，起始溫度為 80 °C，結束溫度分別為 20 °C 和 40 °C。
- 將比較以下三種情況：僅增加水的量為 200 g，虛擬 B 中的 38 g 濃度，以及 A 中 20 g 的濃度，該濃度在整個過程中都是未飽和的。
解讀結果的依據
計算在不發生蒸發或損失的情況下，析出量的公式是什麼？
僅溶解於最終溫度時的量，會保留在溶液中。超過該量的溶質，會以晶體形式出現。
模型的範圍與限制
這是一個虛擬物質 A 和 B 的教學表格。這並非實際試劑資料。 假設 0~100 °C，1 atm，單位為 g/100 g 水，並在此間進行線性插值。 僅執行在初始狀態下完全溶解的溶液。 這是一個恆定的水量/平衡冷卻模型，不考慮蒸發、成核、過飽和以及生長速率和過濾損失。 螢幕上顯示的冷卻時間僅為表示，並非實際冷卻速度或恢復率的預測。