盐加水喝有什么作用?
这个实验很有意思,我小时候也做过类似实验。 先说一下结果吧:不饱和盐水(即加入食盐后溶解度不够的盐水)在常温下不会结冰;而饱和盐水会在0℃以下结冰。 原因是饱和盐水中有溶解的大量盐离子,而浓溶液存在一个“溶度积”,当温度下降,溶解的离子浓度会小于溶度积而产生沉淀,溶液由平衡状态开始向不可逆的结冰过程进行……这个过程是放热的。所以有少量饱和盐水在常温下的玻璃瓶中就可以观察到晶体析出。 但是上述现象不是发生在瞬间,而是一个较长的过程。以我的经验判断,大概需要两天到三天的时间。如果期间不断搅拌,就会加速结晶的过程。
再来说一下原理:所谓“溶度积”是一个热力学概念,其表达式为: \[K_\mathrm{sp}=\frac{\left[ Q^+ \right]}{\sqrt {c_0}}\] 其中,Q+为阴、阳离子的总浓度,c0为物质分子浓度。 因此要使溶液达到饱和,必须满足如下条件: \[\frac{1}{2}\cdot \frac{1}{3}\le\frac{\left[ Q^+ \middle| c_0 \right]^{3/2}}{K_\mathrm{sp}}\] 当以上方程无解时,溶液为饱和;如果有解,则溶液为非饱和。
根据上面的公式,可以解释题主所提出的问题: 在加入食盐的过程中,由于水分子会和钠离子产生交换反应,使得水的离子积常数减小,即c(H+)·c(OH-)<10^-14;随着氯化钠溶液的不断稀释,水的离子积常数逐渐恢复,直到达到10^-14为止,此时溶液达到饱和状态。 然而继续添加食盐,虽然水的离子积常数会进一步增大,但是增加的幅度会越来越小,因为钠离子数目已经不再能支持大量氢氧根离子的生成。所以增加食盐量,对水解作用有限。
而当温度降低,水分子键能减小,离子缔合能力减弱,水的离子积常数再次降低,此时溶液从饱和变为非饱和,发生上述“冰冻”的过程。