水溶液作为一种由多种物质组成的
混合物,具有均一且稳定的特性,部分物质溶于水时会带来特殊的性质变化,如使水溶液的凝固点降低,以及让水溶液具备导电能力。
水溶液在日常生活与工业应用里极为常见,比如盐水是食盐溶于水而成,糖水是糖溶于水所得,
氨水是氨溶解于水形成,碳酸水含有溶解的
二氧化碳,
盐酸即
氯化氢溶解在水中的盐酸水溶液,
硫酸则是硫酸溶解于水所构成的水溶液。
水可以用来溶解很多种物质,是很好的
无机化合物溶剂,用水作溶剂的溶液,即称为水溶液。当物质溶解于水时,一些
共价化合物和
离子化合物在水中发生
电离,以水合离子的形式存在,这样的溶液一般是透明的。当分子溶于水时,有些可以与水发生反应,形成新物质,这些新物质溶解于水中,或者这些分子直接填补水分子间的空隙。这些分子、离子等都是溶质。特别需要注意的是,如果不作特殊说明,“xx溶液”,指的就是"xx"的水溶液。任何含有水的溶液,都称为“xx的水溶液”,即不管溶质于水的比例,只要有水存在,一般均把水当作
溶剂。
1、对于固态物质,在一定的温度条件下,它们能在100克水中溶解达到饱和状态时所溶解的质量,叫做
溶解度,对于大部分物质,它们能在水中溶解的质量是有限度的。这种限度以
溶解度的大小标定。有些物质可以和水以任意比例互溶,如“
乙醇”,但绝大多数物质在达到溶解度时,就不再溶解。过饱和溶液会形成沉淀或者放出气体,这种现象叫做析出。
5、具有
疏水性的物质不溶于水中,而具有亲水性的物质才能形成水溶液。例如食盐NaCl是一种亲水性物质,其水溶液可表示为 NaCl(aq) 或 Na+ (aq) + Cl− (aq)。根据
酸碱电离理论,酸和碱也是亲水性物质。物质是否溶于水,主要取决于物质和水之间是否可以产生强大的吸引力,且这种吸引力需要大于水分子间的相互作用力。无法溶于水的固体物质加入水中时,会产生沉淀。
6、由于被溶解物质(称为溶质)的颗粒大小和
溶解度不同,水溶液的透明度会有所不同,较透明的称为真溶液,较混浊的称为胶态溶液(又称为假溶液),有些胶态溶液还会进一步在底部形成沉淀,成为沉淀胶态溶液。
7、若水溶液可以有效地传导电流,则表明水溶液中含有强
电解质;反之,则表示水溶液中只有弱电解质。强电解质是指在水中会完全解离的物质,而弱电解质在水中只会部分解离。
非电解质是指可以溶于水,但不会产生离子,保持分子完整性的物质,如糖、
尿素、
丙三醇和
二甲基砜。
一是均一性。从溶液形成的角度看,均一性是指溶质的粒子在水中的分散是均匀的(如,
蔗糖溶液中蔗糖分子的分散是均匀的,氯化钠溶液中氣离子和钠离子的分散是均匀的)。从性质的角度看,均一性是指溶液的性质处处相同(如,一杯蔗糖溶液,无论是上层还是下层,其甜度总是一样的);从量的角度看,均一性是指从溶液中任取一部分出来,不管所取溶液的量是多是少,其浓度(溶质的质量分数)总是相同的。
二是稳定性。稳定性是指在溶液温度、水的质量不变的前提下(温度降低、
溶剂的蒸发都有可能导致溶质从溶液中析出),水溶液中的溶质和水不会彼此分离的性质。
三是
混合物。从宏观的角度看,水溶液是由溶质和水两类物质所组成的;从微观的角度看,水溶液中含有溶质分子(离子)、水分子等,因此,水溶液都属于混合物。