如何理解并运用溶解度公式

一、基础知识概述

溶解度是在特定温度下，某溶质在100g溶剂中形成饱和溶液时所能溶解的最大质量。其单位通常为“g/100g水”，其中默认溶剂为水。

二、核心公式及其运用

1. 基本表达式：溶质质量与溶剂质量之比等于溶解度与100g溶剂之比。即 \(\frac{m_{\text{溶质}}}{m_{\text{溶剂}}} = \frac{s}{100}\)。

2. 饱和溶液溶质质量分数：反映饱和溶液中溶质所占比例，计算公式为：溶质质量分数 \(= \frac{s}{100 + s} \times 100\%\)。

公式的运用场景与计算：

1. 计算溶质、溶剂或溶液的质量：

已知溶解度和溶剂质量，可直接计算溶质质量：\(m_{\text{溶质}} = \frac{s \times m_{\text{溶剂}}}{100}\)。

已知溶质和溶剂质量，可推导溶解度。需确保溶液为饱和状态。

2. 溶质析出量的计算：

蒸发溶剂时析出溶质：若蒸发Δm克溶剂，析出溶质质量为 \(\Delta m_{\text{溶质}} = \frac{s \times \Delta m_{\text{溶剂}}}{100}\)。

降温或升温时析出溶质：需结合温度变化后的溶解度差值进行计算。

三、应用注意事项

1. 温度与溶剂类型：溶解度与温度密切相关。公式默认溶剂为水，若使用其他溶剂需明确说明。

2. 单位与比例关系：溶解度单位为“g/100g溶剂”，计算时需区分溶质、溶剂和溶液的总质量。饱和溶液中溶质、溶剂、溶液的质量比固定为 \(s : 100 : (s + 100)\)。

3. 气体溶解度的特殊性：气体溶解度通常以“体积/体积溶剂”表示，受温度和压强影响显著。

四、实例分析

例题：20℃时，氯化钠的溶解度为36g。求：

（1）50g水最多溶解氯化钠的质量；

（2）该温度下饱和溶液的溶质质量分数。

解答：

（1）根据公式，可计算50g水最多溶解氯化钠的质量为 \(\frac{36 \times 50}{100} = 18g\)。

（2）该温度下饱和溶液的溶质质量分数为 \(\frac{36}{100 + 36} \times 100\% \approx 26.5\%\)。

五、常见误区提示

1. 混淆溶剂与溶液质量：公式中的分母为溶剂质量（100g），而非溶液总质量。

2. 忽略温度限制：未指定温度时，溶解度数值无效。

3. 误用于非饱和溶液：公式仅适用于饱和状态。