化學原理啟迪203
1. 溶解是非常重要的現象。糖或鹽溶解在水中的現象，增添食物的美味。因為碳酸鈣比較不溶於熱水，它會沈澱在鍋爐中，減低加熱的效能。
2. 蛀牙也是一種溶解現象：食物塞牙縫的時候，形成的酸會溶解牙齒的琺瑯質，琺瑯質含有一種礦物質稱為「羥基磷灰石hydroxyapatite，Ca5(PO4)3OH」。如果用氟塗抹牙齒，就可以減輕蛀牙。
3. 「氟」可取代羥基磷灰石中的「氫氧」，製造出「氟磷灰石fluorapatite, Ca5(PO4)3F」和「氟化鈣calcium fluoride, CaF2」，這二種化合物都比原本的琺瑯質難溶於酸。
4. 另一個重要的溶解現象應用是，用懸浮物硫酸鋇barium sulfate來使X光照射腸胃道更加清晰。硫酸鋇的溶解度非常低，不太容易溶解出有毒的Ba2+，確保這種化合物吞食到腸胃道仍十分安全。
5. 這個章節我們將討論固體溶解於水中形成水溶液的平衡反應。當一份固體的離子化合物溶解於水中，我們一般會 假設這個化合物完全解離成各自獨立的水合陽離子與水合陰離子。舉例來說，當氟化鈣溶解於水中，我們一般會把反應情形寫成以下的方程式：
CaF2(s)→H2O→Ca2+(aq) + 2F－(aq)
6. 固體鹽類一開始加入水中的時候，沒有產生任何Ca2+或F－。然後，開始不斷地溶解，Ca2+和F－的濃度不斷增加，這又增加了離子互相碰撞成固體的機率。也就是說，在溶解的時候有二種反應互相競爭、進行，正反應和逆反應（下行為逆反應）：
Ca2+(aq) + 2F－(aq)→CaF2(s)
7. 最後達成動態平衡：
CaF2(s)←→Ca2+(aq) + 2F－(aq)
到了這一步，溶液已達飽和saturated，無法再溶解任何的固體。
8. 我們可依據「質量反應定律」寫出平衡方程式：
Ksp＝[Ca2+][F－]2
9. [Ca2+]和[F－]的單位是mol/L。常數Ksp稱為「溶解度積常數solubility product constant」或稱為平衡方程式的「溶解度積solubility product」。
10. 因為CaF是純固體，活性是1，不涵蓋在平衡方程式中。乍看之下，過量的固體並不會影響溶解度平衡的位置，好像有點奇怪；更多的固體接觸溶劑的表面積更大，應該要導致更高的溶解度才對啊？結果並不是這樣，因為當溶液中的離子再度結合成固體，它們也是在固體的表面進行結合。
11. 所以固體接觸溶劑的表面積是二倍，不僅固體溶解的速率增加二倍，離子形成固體的速率也增加二倍。因此過量的固體並不會影響平衡位置。同樣地，把固體打碎增加表面積，或加快攪拌的速度，都不會改變固體溶解於水中的份量。過量的固體或粒子大小都不會改變溶解度平衡的位置。
12. 我們要分清楚特定固體的溶解度solubility與它的溶解度積solubility product之間的差距。溶解度積solubility product是平衡常數equilibrium constant，特定的固體在特定溫度下只有一個溶解度積的數值。然而，溶解度是一個平衡位置，在固定的溫度下有無數可能的數值，取決於其他客觀條件（例如共同離子）。
13. 【例題】計算硫化鉍Bi2S3的Ksp值，在25℃下它的溶解度是1.0×10－15 mol/L。
14. 【解題】這個系統一開始含有H2O和固體的Bi2S3。最簡單的解決方法是我們假設固體的溶解如下：
Bi2S3(s)←→2Bi3+(aq) + 3S2－(aq)
15. 因此 Ksp＝[Bi3+]2[S2－]3
16. 因為在Bi2S3溶解之前，溶液中沒有Bi3+或S2－
[Bi3+]0＝[S2－]0= 0
17. 因此這些離子的平衡濃度，取決於達成平衡時鹽類溶解的份量，在這裡是1.0×10－15 mol/L。因為每單位的Bi2S3含有2Bi3+和3S2－離子，
1.0×10－15 mol/L Bi2S3(s)
→ 2(1.0×10－15 mol/L)Bi3+(aq)+3(1.0×10－15 mol/L)S2－(aq)
18. 平衡濃度是
[Bi3+]＝[Bi3+]0+change＝0+2.0×10－15 mol/L
[S2－]＝[S2－] 0+change＝0+3.0×10－15 mol/L
19. 所以
Ksp＝[Bi3+]2[S2－]3＝(2.0×10－15)2(3.0×10－15)3＝1.1×10－73
20. 以上的例題，我們用離子固體的溶解促計算Ksp值。我們也可以倒過來計算，當我們知道離子固體的Ksp值，計算它的溶解度。
21. 【例題】在25℃下，碘化銅copper(Ⅱ)iodate Cu(IO3)2的Ksp值是1.4×10－7。計算它在25℃下的溶解度。
22. 【解題】一開始這個系統H2O含有H2O和固體Cu(IO3)2。固體依據以下的平衡方程式溶解：
Cu(IO3)2 (s)←→Cu2+(aq) +2IO3－(aq)
23. 因此 Ksp＝[Cu2+][IO3－]2
24. 為了找到Cu(IO3)2的溶解度，我們必須知道Cu2+和IO3－的平衡濃度。我們用一般的程序處理這個問題，先分辨固體溶解前的初始濃度，然後定物達到平衡需要做的改變。
25. 在這裡我們不知道溶解度，所以我們假設要達到平衡，會溶解x mol/L的固體。鹽類陽離子與陰離子1:2的化學計量比例是：
x mol/L Cu(IO3)2 (s)→ x mol/L Cu2+(aq) + 2x mol/L IO3－(aq)
26. 平衡濃度如下
27. 把平衡濃度代入方程式來計算Ksp：
1.4×10－7＝Ksp＝[Cu2+][IO3－]2＝ (x)(2x)2＝4x3
x＝√3.5×10－8＝3.3×10－3 xmol/L
固體Cu(IO3)2的溶解度是3.3×10－3 xmol/L
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》
徐弘毅：
1. 溶解，就是東西（物質）溶解在溶液或水裡面，在裡頭分解；「溶解」有一定的限度，例如糖可以溶解在水裡面變成糖水，但是如果加太多的糖就會有一部份的糖無法溶解，變成糖顆粒沈澱在水裡面，這時候就是超過溶液的飽和。
2. 人類生活的世界就像水一樣，每天都有報紙或電視新聞在報導各式各類的新聞資訊，這些新聞資訊會被人們所吸收；但是如果資訊太多，人們就沒有辦法完全吸收。人們吸收資訊的能力是有一定程度的，新聞學叫做「天花板效應」，化學上叫做糖水達到溶解的飽和。
3. 縮小來看，每個人每天都在吸收新聞、資訊或知識，但是也都有飽和的問題，書讀太多就會到達飽和點，讀再多也無法吸收了；只是每一個人的飽和點不同，這個時候就應該做其他有益的活動，才不會浪費時間。
4. 但是如果人們每天都有固定閱讀的習慣，那麼他吸收知識的能力就會愈來愈強，也就是他知識吸收的飽和度會愈來愈高，他知識吸收的「天花板」會愈來愈高，這就好像有許多物質在溫度提高的時候，會提高溶解度的道理一樣。
5. 電視新聞如果天天都在窮追猛打某一個議題，例如起雲劑、阿扁的國務機要費……，議題炒太久，社會大眾就會出現資訊吸收的飽和點，或到達資訊吸收的天花板，因此再多類似的新聞資訊，就聽不下去了，再聽下去就會嘔吐，所以一定會轉台，來避免再看到類似的資訊，這時候電視的收視率或報紙的閱報率就會下降。
6. 溶液或水可以溶解最多的鹽巴分量，叫做「溶解度積常數」。如果丟進水或溶液裡的鹽巴份量太多，高於「溶解度積常數」的標準，就會有一些沒溶解的鹽巴顆粒出現；如果丟進去的鹽巴份量太少、低於「溶解度積常數」的標準，或剛剛好等於「溶解度積常數」的標準，鹽巴就會完全溶解。
7. 每一個人每天吸收知識的最大容量都不同，假設一個人一天最大吸收知識的容量是2個小時，但是他卻讀了3個小時，換句話說，其中有1個小時是浪費時間，他根本沒有吸收進去；但是他如果只讀書1個小時，那他就是等於浪費1個小時吸收知識的時間，很可惜。
8. 食物塞牙縫形成的酸，會溶解牙齒的琺瑯質。琺瑯質含有一種礦物質稱為「羥基磷灰石hydroxyapatite，Ca5(PO4)3OH」。如果用氟塗抹牙齒，就可以減輕蛀牙，因為「氟」可取代琺瑯質中的「氫氧基」，製造出二種不怕酸腐蝕的化合物。
9. 人們每天為個人、家庭或事業……等等在奮鬥，消耗精神與體力，同時面對生活上許多的困難與挫折，這種「壓力」在攻擊我們的道德與良心，如果人們沒有每天吸收新知，思考經典上的道理，那麼身體、精神與道德都會逐漸地崩解，就像牙齒被酸腐蝕一樣。
10. 為了讓X光可以清楚照射出腸胃道的情形，醫生會讓病人吞下含有金屬的東西，但是有些金屬物質溶解出來會有毒性，例如鋇離子Ba2+，所以我們用含有金屬物質但不能溶解化合物，例如硫酸鋇barium sulfate來讓病人吞下，確保腸胃道的安全。
11. 有些知識人們表面上吸收了，可是很快就會忘記，原因是那些知識不具客觀真實，純粹只是情緒性發洩；有些知識因為符合客觀真實，同時解說清楚明白、平易近人，因此很容易被吸收，一旦人們吸收了這樣的知識，很可能一生都不會忘記，這世界上好的教科書都有這樣的特質，它們與人類思想的結合，就像鋇離子與硫酸根離子的結合一樣地穩定。
謝謝你的分享 寫的很清楚 在網路找好久才找到這裡
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