石灰溶解度解析

大多數固體物質溶于水時吸收熱量，根據平衡移動原理，當溫度升高時，平衡有利于向吸熱的方向移動，所以，這些物質的溶解度隨溫度升高而增大，例如KNO3、NH4NO3等。有少數物質，溶解時有放熱現(xiàn)象，一般地說，它們的溶解度隨著溫度的升高而降低，例如氫氧化鈣等?！溲趸}的溶解度隨著溫度升高而降低的問題，還有一種解釋，氫氧化鈣有兩種水合物〔Ca(OH)2·2H2O和Ca(OH)2·12H2O〕。這兩種水合物的溶解度較大，無水氫氧化鈣的溶解度很小。隨著溫度的升高，這些結晶水合物逐漸變?yōu)闊o水氫氧化鈣，所以，氫氧化鈣的溶解度就隨著溫度的升高而減小。 　系統(tǒng)解釋氫氧化鈣的溶解度將在很大程度上超出初中課程的知識范圍。離子化合物的溶解可大致分為兩個過程。首先固體離子化合物與水親和發(fā)生溶劑化作用（可簡單的認為離子化合物先以“分子”的形式進入溶劑中），然后這些已進入溶劑的“分子”發(fā)生電離作用形成離子。 　過程1（即電離過程）只能是一個吸熱過程（可從系統(tǒng)的電勢能的角度分析而知）。而過程2（即溶劑化過程）的熱效應卻不一定。 　我們以固體Ca(OH)2溶于水為例。溶解前的體系是氫氧化鈣固體和純水。　對于過程2：Ca(OH)2（固體）+nH2O → Ca(OH)2.nH2O（溶液）的熱效應主要取決于氫氧化鈣是否與水作用形成配合物即Ca(OH)2.nH2O的形式（n的值取決于鈣元素的空電子軌道數目和其他外部條件如溫度條件等）。事實上氫氧化鈣是能和水形成配和物的。而形成配合物的過程是一個放熱過程。形成的配合可以發(fā)生過程2（即電離過程）：

 

Ca(OH)2.nH2O → Ca（H2O）n2+ + 2 OH-

 

  由于鈣元素與水分子的配合過程的放熱效應很大，它包含于過程1中，超過了過程1與過程2中其它有熱效應的過程的影響，故氫氧化鈣的溶解過程總的熱效應是放熱。溫度升高將會使溶解平衡過程向相反方向移動，故而氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小。體系在溶解前后總的能量比較是溶解前大于溶解后。多余的能量以熱能的形式放出。（石灰脫硫）