硝酸钾溶解度的测定

硝酸钾溶解度的测定
一、溶质质量法
【原理】硝酸钾在水里的溶解度是指在一定温度下，硝酸钾在100g水中达到饱和状态时能溶解的克数。

它随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。

把一定量硝酸钾在较高温度下溶于一定量的水中，当温度降到溶液里刚有晶体析出时，这时的温度可作为饱和溶液的温度（或在恒温下制成饱和溶液）。

根据测得的温度和已知硝酸钾及水的量，就能算出硝酸钾在某一温度的溶解度。

硝酸钾的溶解度S=溶质质量（g）/溶剂（水）质量（g）×100g
【实验步骤】（溶质质量法）
（1）准确称量（天平）干燥的蒸发皿的质量并记录；
（2）在恒温水浴加热下，培植硝酸钾饱和溶液；
（3）取一定量的硝酸钾饱和溶液倾入蒸发皿中，称量并记录；
（4）加热蒸发皿中的溶液至干，放入干燥器内冷却后称量并记录；
（5）根据上述公式计算S；
（6）重复上述操作，取两次测定结果的平均值。

【装置图】
【注意事项】
（1）如图所示，配制硝酸钾的饱和溶液时，必须水浴加热，便于控制温度；水浴中试管内的液面要低于水浴热水的也面；温度计要放入试管内，不得放入水浴中。

（2）为了保证溶液达到饱和，配制时硝酸钾晶体要稍加过量，搅拌，在5min内不再溶解即可。

（3）在蒸发过程中，注意不要溅失，要彻底蒸干。

（4）蒸干后的晶体连同蒸发皿，一定要放在干燥器中冷却，再称量
【误差分析】
二、析晶法
【目的要求】
1. 了解溶解度的概念。

2. 掌握用析晶法测定易溶盐溶解度的方法。

3. 利用所测定的实验数据，绘制溶解度—温度曲线。

【实验原理】
在一定温度和压力下，一定量的饱和溶液中溶解的溶质的量称为该溶质的溶解度。

一般情况下，固体的溶解度是用100 克溶剂中能溶解的溶质的最大质量克数表示。

固体物质在水中或多或少的溶解，绝对不溶的物质是没有的。

在室温下某物质在100 克水中能溶解10 克以上的叫易溶物质；溶解度在1～10 克之间的叫做可溶物质；溶解度不到0.01 克叫做难溶物质。

本实验测定的物质是易溶性盐，影响盐类在水中溶解度的主要外界因素是温度，盐类物质的溶解度一般是随温度升高而增加的，个别盐则反之。

测定易溶盐溶解度的方法有析晶法和溶质质量法。

溶质质量法控制恒温比较困难，而且溶液转移时易损失致使测定不准，因此，现在采用析晶法（其溶液为无色或浅色时较好）为多。

常量法
在一定量的水中，溶入一定量盐使成不饱和溶液。

当使溶液缓缓降温并开始析出晶体（溶液成为饱和状态）的同时测出溶液的温度，即可计算出在该温度下的100 克水中，溶解达饱和所需要盐的最大质量（克），即是这种盐在该温度下的溶解度。

【仪器试剂】
温度计，大试管，台秤（0.1g 精度），水浴，小量筒；化学纯硝酸钾，蒸馏水。

【实验步骤】
1. 在台秤上称量硝酸钾3.5g、1.5g、1.5g、
2.0g、2.5g 五份。

2. 用大试管，先加入10cm3 蒸馏水，再加入
3.5g 硝酸钾，在水浴中加热，边加热边搅拌至完全溶解。

3. 自水浴中拿出试管，插入一支干净的温度计，一边用玻璃棒轻轻搅拌并摩擦管壁，同时观察温度计的读数，当开始有晶体析出时，立即读数并作记录。

4. 把试管再放入水浴中加热使晶体全部溶解，然后重复上述3 的操作，再测定开始析出晶
体的温度，对比两次读数，再重复测一次。

5. 向试管中再加1.5g 硝酸钾（试管共有硝酸钾为3.5+1.5=5.0g），然后重复上述3、4 的操作。

6. 同样重复5 的操作，依次测得加入1.5g、2.0g、2.5g（即试管中一共有硝酸钾依次为6.5g、8.5g、11.0g）开始析出晶体的温度。

该温度计不要洗涤, 因为析晶需要晶种。

7. 根据所得数据，以温度为横坐标，溶解度为纵坐标，绘制出溶解度曲线图。

从图上可以清楚地反映出溶解度和温度的密切关系。

【扩展实验】
微型法
当固体物质的量极少（如微量合成品）时可根据下列提示设计具体的测定步骤：
用细玻管或毛细管（直径约2~3 毫米，一端封底）装入少量或微量（几毫克或十几毫克等）（用分析天平称量，准确到0.1mg）样品，再用微量进样器加入适量或微量（如几十或几百微升甚至一毫升等）溶剂，插入毛细搅棒搅拌。

【思考题】
1. 当测定带结晶水的物质的溶解度时，溶解过程生成水或消耗水时又如何计算？
2. 在用析晶法测定易溶盐的溶解度时，为什么说一定要把握好刚刚析出晶体的时刻？又为什么说当析出的晶体含有结晶水时更是如此？
【附注】
1. 当室温不够低时，可把试管浸入冷水中冷却降温。

溶液在降温的过程中，用玻璃棒轻轻搅拌溶液并摩擦管壁，以便防止溶液出现过饱和。

读取温度计数值时，须把握刚刚开始析出晶体的时刻，以免增大误差。

2. 在生产实践和科研工作中，为了直观的了解溶解度与温度之间的关系，通常以列表法和绘制溶解度曲线法来实现目的。

列表法虽然详细，但只能通过实验一一对应地进行，不够一目了然。

溶解度曲线法通过几个实验数据作出溶解度曲线，并由作图法在此曲线上找出在该温度范围内的其他温度下的溶解度，因此能直观地指导生产实践和科研工作。

下面是两种表
示法的实例：由表2-16 两组硝酸钾溶解度数据分别对应的图2-7-（1）和2-7-（2）。

表2-16 硝酸钾溶解度数据
原始数据译自：Solubilities of Inorganic and Organic Compounds.Volume Part 1 H.Stephen and H.Stephen.PERGAMON,JRESS Ltd 1963 P 160 No 278,No 279。