“相似相溶”規(guī)律在演示實驗中的典型應(yīng)用分析

高秋玲

摘?要：物質(zhì)相互溶解的性質(zhì)十分復(fù)雜，通過對許多實驗的觀察和研究，得出了經(jīng)驗性的“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑.利用相似相溶規(guī)律分離物質(zhì)的基本思路是：調(diào)節(jié)（增大或減?。┤軇┑臉O性，拉大溶質(zhì)與溶劑的極性差別，降低溶質(zhì)與溶劑的相似性，降低溶質(zhì)的溶解度，使溶質(zhì)析出而達到分離的目的.

關(guān)鍵詞：相似相溶規(guī)律;演示實驗;典型應(yīng)用分析

物質(zhì)相互溶解的性質(zhì)十分復(fù)雜，有許多制約因素，如溫度、壓強等.從分子結(jié)構(gòu)的角度，存在“相似相溶”的規(guī)律.通過對許多實驗的觀察和研究，人們得出了一個經(jīng)驗性的“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑.水是極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”，極性溶質(zhì)比非極性溶質(zhì)在水中的溶解度大.此外，“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性.

由上述表述可知，“相似相溶”只是由經(jīng)驗總結(jié)的規(guī)律，還不是原理.在人教版高中化學的必修和選修教材中，多次涉及相似相溶規(guī)律的應(yīng)用，其中有兩個教材演示實驗，相似相溶規(guī)律的應(yīng)用體現(xiàn)得非常充分.

典型應(yīng)用一：萃取（人教版必修1 第8-9頁）

利用物質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把物質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來，這種方法叫做萃取.萃取在天然香料、藥物的提取及核燃料的處理等技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用.

【實驗1-4】

（1）用量筒量取10ml碘的飽和水溶液，倒入分液漏斗，然后再注入4ml四氯化碳，蓋好玻璃塞.

（2）用右手壓住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來振蕩，使兩種液體接觸;振蕩后打開活塞，使漏斗內(nèi)氣體放出.

（3）將分液漏斗放在鐵架臺上，靜置.

（4）待液體分層后，將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，或使塞上的凹槽（或小孔）對準漏斗上的小孔，再將分液漏斗下面的活塞擰開，使下層液體慢慢沿燒杯壁流下.

分析：碘是非極性分子，水是極性分子，根據(jù)相似相溶規(guī)律，非極性溶質(zhì)碘微溶于極性溶劑水中，即便是碘的飽和水溶液，溶液中溶解的碘的量也很少.四氯化碳是非極性分子，是常見的有機溶劑，與極性分子水互不相溶，且不反應(yīng).非極性溶質(zhì)碘易溶于非極性溶劑四氯化碳，因此碘從微溶的溶劑水中奔向易溶的溶劑四氯化碳中，即四氯化碳把碘從水中提取出來了，就實現(xiàn)了萃取.

歸納：萃取本質(zhì)上依據(jù)的是相似相溶規(guī)律，即兩種溶劑的極性差異很大，利用溶質(zhì)在兩種溶劑里溶解度的差異，用一種溶劑把物質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來.

典型應(yīng)用二：乙酸乙酯的制備（人教版高中化學必修2第75頁）

【實驗3-4】在一支試管中加入3ml乙醇，然后邊振蕩試管邊慢慢加入2ml濃硫酸和2ml乙酸;按圖1連接好裝置，用酒精燈緩慢加熱，將產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上（如圖所示），觀察現(xiàn)象.

可以看到，液面上有透明的不溶于水的油狀液體產(chǎn)生，并可以聞到香味.這種香味液體叫乙酸乙酯，該反應(yīng)的化學方程式如下：

CH3COOH+HOC2H5濃H2SO4△CH3COOC2H5+H2O

分析：生成乙酸乙酯的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，跟隨產(chǎn)物乙酸乙酯被蒸發(fā)出來的還有反應(yīng)物乙酸和乙醇，利用三者在物理性質(zhì)和化學性質(zhì)上的差異，利用飽和碳酸鈉溶液將乙酸乙酯從混合物中分離出來.乙醇因與水在分子結(jié)構(gòu)上的相似性，且乙醇分子與水分子之間能形成氫鍵，所以乙醇能與水以任意比互溶.乙酸具有酸性，能與碳酸鈉等鹽溶液反應(yīng)，生成可溶于水的物質(zhì)而除去.乙酸乙酯是弱極性有機物，在極性溶劑水中的溶解度很小，碳酸鈉這樣的離子化合物是強極性物質(zhì)，把碳酸鈉溶于水配成飽和溶液，能增強溶劑水的極性，使乙酸乙酯和水的極性差別進一步拉大，從而減少乙酸乙酯的溶解度.因此飽和碳酸鈉溶液的作用是：溶解乙醇、反應(yīng)乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層析出.

歸納：當溶質(zhì)是弱極性物質(zhì)，溶劑是極性物質(zhì)時，可在溶劑中加入強極性的物質(zhì)以增強溶劑極性，拉大溶劑與溶質(zhì)的極性差別，進一步降低溶質(zhì)與溶劑的相似性，從而降低溶質(zhì)的溶解度，使溶質(zhì)與溶劑分層析出.

典型應(yīng)用三：一水合硫酸四氨合銅晶體的制備（人教版高中化學選修3 第42頁）

【實驗2-2】向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成藍色沉淀，繼續(xù)添加氨水，沉淀溶解，得到深藍色的透明溶液;若加入極性較小的溶劑（如乙醇），將析出深藍色的晶體.

分析：實驗中得到的深藍色透明溶液是[Cu（NH3）4]SO4（硫酸四氨合銅）的水溶液，溶質(zhì)硫酸四氨合銅是離子化合物，具有強極性，溶劑水是極性溶劑，因此極性溶質(zhì)硫酸四氨合銅溶解在極性溶劑水中形成溶液.加入極性較小的溶劑（如乙醇），乙醇能與水以任意比互溶，混溶后使溶劑的極性降低，拉大與溶質(zhì)的極性差別，從而降低硫酸四氨合銅的溶解度，使其以結(jié)晶水合物的形式析出晶體.

歸納：當溶質(zhì)是強極性物質(zhì)，溶劑是極性物質(zhì)時，可在溶劑中加入極性較小的物質(zhì)以減小溶劑的極性，拉大溶質(zhì)與溶劑的極性差別，進一步降低溶質(zhì)與溶劑的相似性，從而降低溶質(zhì)的溶解度，使溶質(zhì)以固體形式析出.

關(guān)于相似相溶規(guī)律的常見應(yīng)用舉例：

（1）比較NH3和 CH4在水中的溶解度.怎樣用相似相溶規(guī)律理解它們的溶解度不同？

（2）為什么在日常生活中用有機溶劑（如乙酸乙酯等）溶解油漆而不用水？

（3）碘在純水還是在四氯化碳溶液中溶解性較好？為什么？

（4）怎樣理解低碳醇與水互溶，而高碳醇在水中的溶解度卻很小？

（5）怎樣理解汽油在水中的溶解度很?。?/p>

（6）如果不慎將油湯灑到衣服上，可以用什么方法除去？

總結(jié)：利用相似相溶規(guī)律分離物質(zhì)的基本思路是，通過調(diào)節(jié)（增大或減?。┤軇┑臉O性，拉大溶質(zhì)與溶劑的極性差別，進一步降低溶質(zhì)與溶劑的相似性，從而降低溶質(zhì)的溶解度，使溶質(zhì)析出而達到分離的目的.