物质溶于水的实质是什么？

Question

如题所述

Answer 1

1. 物质溶于水的实质涉及两个过程：一是溶质分子（或离子）的扩散过程，这是一个物理过程，需要吸收热量；二是溶质分子（或离子）与溶剂（水）分子作用，形成溶剂（水合）分子（或水合离子）的过程，这是一个化学过程，会放出热量。如果放出的热量大于吸收的热量，溶液温度将升高，例如浓硫酸和氢氧化钠；如果放出的热量小于吸收的热量，溶液温度将降低，如硝酸铵；如果两者相等，溶液温度将保持不变，例如盐和蔗糖。
2. 某些溶质溶解后，会改变原有溶剂的性质。例如，氯化钠溶解在水中，电离成自由移动的钠离子和氯离子，因此溶液具有导电性（而纯水不导电）；乙二醇溶解在水中，能降低水的凝固点。
3. 关于溶解过程的理解，目前化学对水的一些微观形态尚不清楚，更不用说溶解的详细机制了。因此，我们只能从热力学的角度来解释。当然，我不知道您是否对热力学的解释感兴趣。溶解过程中，固体从规则的晶体状态转变为无序的溶剂化微粒，熵（无序度）会增加。由于热力学温度总是正值（根据热力学第三定律），很容易得出对于任何具体的溶解过程，熵变是正值的结论。也就是说，溶解会增加系统的混乱度！因此，物理学家和化学家在溶解过程方面还有很多未解之谜，目前只能以较为易懂的方式来解释。