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愛迪生實驗課第 10 堂練習：溶解度、飽和與溫度影響
本堂整理溶解度定義、飽和/未飽和/過飽和判斷、溫度對固體與氣體溶解度的影響，以及冷卻析出與溶解度曲線。答題時先固定溫度與溶劑量，再比較實際溶質量與最大可溶量。
愛迪生實驗課第 10 堂練習：溶解度、飽和與溫度影響
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 能說明溶解度是在一定溫度下、定量溶劑可溶解的最大溶質量。
2. 能區分溶解度、溶解量與溶解速率。
3. 能用溶解度判斷飽和、未飽和、過飽和與沉澱量。
4. 能分析溫度改變造成的溶解度變化與晶體析出。
5. 能讀取溶解度表與曲線，完成比例與濃度推論。
觀念
觀念一：溶解度與影響因素
溶解度是在一定溫度下，定量溶劑能溶解某溶質的最大質量。對多數固體而言，溫度升高會使溶解度增加；磨碎、攪拌通常只加快溶解速率，不會提高最大可溶量。
溶解度影響因素 例題 1
哪一種變因會影響某種糖在水中的溶解度？
溶解度與溶解速率區分 例題 2
下列哪一種方法可以提高蔗糖在定量水中所能溶解的最大量？
溶解度概念除錯 例題 3
程憲在水溫不變、沒有水蒸發的情況下，逐漸把更多黑糖溶入 800 g 水中。下列敘述何者錯誤？
觀念
觀念二：飽和、未飽和與沉澱
實際加入的溶質小於最大可溶量時是未飽和；等於最大可溶量時恰好飽和；超過最大可溶量時，多出的溶質會沉澱，溶液本身仍是飽和。計算濃度時只算已溶解的溶質。
未飽和判斷 例題 1
20℃ 時食鹽溶解度為 36 g/100 g 水。今在 20℃ 的 50 g 水中加入 12 g 食鹽，充分攪拌後，此溶液為何？
飽和與沉澱量 例題 2
25℃ 時 100 g 水最多可溶 40 g 食鹽。若同溫下將 50 g 食鹽加入 100 g 水中，何者正確？
未溶解固體與溶解度反推 例題 3
定溫下，將 5 g 甲物質加入 50 g 水中，充分攪拌後仍有 1 g 未溶解。下列敘述何者正確？
觀念
觀念三：降溫、析出與曲線
高溫飽和溶液冷卻時，若溶解度下降，超過低溫溶解度的溶質會析出成晶體。讀溶解度曲線時，要把水量換算成每 100 g 水對應的最大溶質量，再比較實際溶質。
固體溶解度與溫度 例題 1
在下列哪一種溫度時，一定量的水通常可以溶解最多蔗糖？
升溫造成沉澱消失 例題 2
某生配製食鹽水達飽和後密閉保存，杯底尚留少許食鹽晶體；隔天中午發現晶體消失。最合理的解釋為何？
冷卻析出計算 例題 3
| 溫度 | 溶解度 | 80 g 飽和溶液中的狀態 |
|---|---|---|
| 38℃ | 60 g/100 g水 | 30 g 硝酸鉀 + 50 g 水 |
| 20℃ | 20 g/100 g水 | 50 g 水最多溶 10 g |
38℃ 時硝酸鉀溶解度為 60 g/100 g 水，20℃ 時為 20 g/100 g 水。取 38℃ 的硝酸鉀飽和溶液 80 g，冷卻至 20℃，會析出多少硝酸鉀？
觀念
觀念四：過飽和與氣體溶解度
過飽和是溶液暫時含有超過該溫度溶解度的溶質，受擾動或放入晶種後容易析晶。氣體溶解度通常在低溫、高壓時較大；汽水變溫或開瓶降壓會讓氣體較容易逸出。
過飽和概念 例題 1
高溫飽和糖水慢慢冷卻後，若暫時沒有晶體析出，且溶液中糖量已超過該低溫的溶解度，這種狀態稱為什麼？
氣體溶解度 例題 2
二氧化碳在下列何種狀態下最容易溶於水？
溶解度曲線整合 例題 3
附圖為純物質 X 固體的溶解度曲線，溫度為 60℃ 時，每 100 g 水中最多可溶解 90 g 的物質 X。今有一水溶液甲，溫度為 50℃，含有 40 g 的物質 X 和 100 g 的水。對於水溶液甲性質的描述，下列何者正確？
觀念
觀念五：不同物質的溶解度—溫度趨勢
不是所有物質升溫都更好溶！多數固體（食鹽、硝酸鉀、蔗糖）溶解度隨溫度升高而增加；但氣體（二氧化碳、氧氣）剛好相反，溫度升高溶解度減少（所以汽水變暖會冒泡、把水煮沸會趕走溶氧）；少數固體也是例外，例如氫氧化鈣溶解度隨溫度升高而下降。看溶解度曲線時，先確認是往上升還是往下降。
圖示
溶解度的溫度趨勢：固體 vs 氣體
氣體溶解度：養魚用水 例題 1
秉章想養魚，下列哪一種水最可能讓魚因缺氧而死？
溶解度的溫度趨勢辨識 例題 2
下列四種可溶於水的物質中，何者的溶解度會隨著水溫上升而增加？
由數據判斷溶解度趨勢 例題 3
米尼測得 X 物質在 20℃ 時 100 g 水最多溶 17 g、50℃ 時最多溶 12 g。由此可知 X 的溶解度與溫度的關係為何？
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