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1+1=2,这是再简单不过的数学问题,但有时在现实中,从数学角度得出的答案不一定就是正确的。比如,把1斤盐放进1斤的水中,两者充分相溶后,最后的量却不是2斤。

1斤盐放进1斤水里进行溶解,两者没有发生化学反应,只是食盐只是改变了物理形态,没有生成其他新物质,为什么最终溶液的质量却不是2斤呢?这个看起来比较反直觉的问题,背后却蕴含着高深的物理学原理。

化学中的盐溶水

1斤盐放进1斤水里,最后质量不是2斤,这个问题看起来是化学问题,但不如说是脑筋急转弯。实际操作中,1斤的盐是无法溶进1斤的水里的,盐在水中的溶解度并没有那么大。

20℃时,盐的溶解度是36g/100ml,100ml的水最多可以溶进36g的盐。1斤是500g,500g水最多可以溶进180g的盐,其余的盐依然会保持原来的结晶态。

如果对水进行加热,就可以溶解更多的盐。把水加热到100℃,盐在水里的溶解度就变成了40g/100ml,1斤的水也只能溶进200g的盐,依然无法做到完全溶解。

如果给水增加压强,其沸点就会升高,可以得到高于100℃的水,这样说不定可以让水溶进更多的盐,但这其中还有水蒸气蒸发的部分,又会对测量结果造成干扰。

一般我们常说的“盐”指的都是食盐,也就是氯化钠NaCl,但在化学上,盐其实是一大类物质,指的是正电荷的阳离子和负电荷的阴离子组成的中性,不带电荷的离子化合物。

如果不用NaCl,改用硝酸银AgNO 3,就可以完全溶进水里了。常温下AgNO 3的溶解度可以达到222g/100ml,1斤的AgNO 3放进1斤水里,最后依然还没有饱和。

如果用另一种盐硫化铝Al₂S₃,那情况又会不一样。它会和水反应,生成硫化氢H₂S气体,最终溶液的质量肯定会低于2斤。

为何质量不同

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