Question

气体能溶解在固体里吗？

Answer 1

固体物质溶解在液体里，这是最常见的溶解现象。如白糖和食盐溶解在水里。液体物质溶解在液体里，也是常见的事。白酒就是水和酒精的混合溶液，家里做菜用的醋，则是醋酸(乙酸)的水溶液。

那气体能溶解在液体里吗?能!我们平常喝的汽水和啤酒里面就溶解了不少二氧化碳气体。有些气体在水中的溶解量还很大呢!例如，在室温下，1升水能溶解400升氯化氢气，能溶解700升氨气。

最奇异的是气体还能溶解在固体里，突出的例子是氢气在铂族元素钯里的溶解。在常温下，l体积的钯能溶解700体积以上的氢气。白金(铂)也有溶解气体的本领，1体积的白金能溶解70体积的氧。

气态、液态和固态是物质的三种主要聚集状态。上面我们谈了固体和液体物质在液体里的溶解，也谈了气体在液体和固体里的溶解。这些溶解现象，都是一种物质在另一种物质中分散的过程。现在要问，我们没有谈到的固体分散在气体和固体里，液体分散在气体和固体里，以及气体分散在气体里的情况是否存在?回答是肯定的。也就是说，总共有9种类型的分散体系，即：气体在液体中，例如泡沫。

液体在液体中，例如白酒、牛奶。

固体在液体中，例如糖水、盐水。

气体在固体中，例如木炭。

液体在固体中，例如湿泥土。

固体在固体中，例如合金。

气体在气体中，例如空气。

液体在气体中，例如云、雾。

固体在气体中，例如烟、尘。

在这里，我们用了一个新的概念——分散体系。物质的微粒分散在另一种物质里所形成的体系，就叫做分散体系。显然，在上面列举的例子中，有些是溶液，例如糖水、盐水；有些则不是，例如牛奶。判断的方法就是根据溶液的定义和特点，看它是不是均匀、透明和稳定。这里需要指出的是，空气是溶液，空气里各种气体的质点都是分子状态的，具有高度的均匀性和稳定性。因此，空气可以说是气态溶液。没有加热，为什么温度变了?在一个100毫升烧杯中盛30毫升20℃(室温)的水，用小量筒量10毫升20℃的浓硫酸，慢慢地倒入水里，同时不停地搅拌。这时，用手摸一下烧杯的外壁，竟然变得烫手了，这说明硫酸倒进去后液体的温度大大升高了。

20℃的硫酸倒进20℃的水里，也没有加热，为什么温度升高了?难道浓硫酸和水混合在一起会放热吗?是的，浓硫酸溶解进水里变成稀硫酸时，要放出大量的热，正是这部分热量，使溶液的温度升高了。

浓硫酸和水混合的操作步骤，有一点特别的地方，就是一定要把浓硫酸倒进水里，决不允许把水往硫酸里倒。这是由于浓硫酸的比重比水大得多，如果把水倒进硫酸里，水就浮在上面，浓硫酸和水发生溶解反应时放出的大量的热，会使水沸腾起来，带着硫酸液滴四处飞溅，溅到皮肤上、衣服上，容易发生危险。反过来，把硫酸慢慢地倒进水里，硫酸比水重，逐渐沉到下层，由于搅拌，分散到溶液的各部分，和水发生溶解反应放出的热量，也均匀地分配到整个溶液。这样，溶液的温度是慢慢上升的，不会使水沸腾溅出。

和硫酸一样，许多物质溶于水时放出热量，例如苛性钠(氢氧化钠)和苛性钾(氢氧化钾)溶于水时就放出大量的热。50克氢氧化钾溶于水变成稀溶液时，能放出11.5千卡（1千卡=4.18千焦）的热量。

与此相反，也有许多物质溶于水时吸热，使溶液的温度降低。例如80克硝酸铵溶于水变成稀溶液时，要吸收6千卡的热量，使溶液的温度大大下降。硝酸钾溶于水时也吸收大量的热。

为什么有些物质溶于水放热，另外一些物质溶于水吸热呢？

因为溶解过程是个复杂的过程。一方面，溶质的分子或离子要通过扩散分散到溶剂分子里去，形成均匀的溶液。这个过程是需要吸收热量的。另一方面，溶质的分子或离子有一部分要和溶剂的分子发生化合反应，生成溶剂合物。如果溶剂是水，则生成水合分子或水合离子，这个过程是要放出热量的。因此，溶解时放热还是吸热，要看哪一方面占优势。如果生成溶剂合物时放出的热量超过溶质扩散时吸收的热量，整个溶解过程就是放热的。反之，溶解过程就是吸热的。