溶解度曲线：饱和溶液、不饱和溶液与结晶
溶解度是在一定温度下，某固态物质在 100 g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。以温度为横轴、溶解度为纵轴画出的曲线叫溶解度曲线：曲线上的点表示该温度下的溶解度（溶液恰好饱和），两条曲线的交点表示该温度下两种物质的溶解度相等，曲线上方的点表示饱和溶液且有未溶解的固体，曲线下方的点表示不饱和溶液。大多数固体的溶解度随温度升高而增大，如硝酸钾（受温度影响很大）；少数受温度影响很小，如氯化钠；极少数随温度升高而减小，如氢氧化钙。
饱和溶液与不饱和溶液
在一定温度下，向一定量溶剂里加入某种溶质，当溶质不能继续溶解时，所得到的溶液叫做这种溶质的饱和溶液；还能继续溶解的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。说溶液饱和与否，必须指明"一定温度""一定量溶剂"，因为温度和溶剂的量改变后，原来的饱和溶液可能变得不饱和。
不饱和溶液 → 饱和溶液：增加溶质、蒸发溶剂、降低温度
饱和溶液 → 不饱和溶液：增加溶剂、升高温度
（氢氧化钙相反：升高温度变饱和，降低温度变不饱和）
溶解在溶液中的溶质以晶体的形式析出，叫做结晶。常用的结晶方法有两种：蒸发结晶（蒸发溶剂，适用于溶解度受温度影响小的物质，如海水晒盐）和降温结晶，也叫冷却热饱和溶液（适用于溶解度受温度影响大的物质，如硝酸钾）。
溶解度的四个要素
- 一定温度：溶解度随温度变化，不说温度的溶解度没有意义。
- 100 g 溶剂（通常是水），不是 100 g 溶液。
- 达到饱和状态：是"最多"能溶解的质量。
- 单位是克（g）。
例如"20 °C 时氯化钠的溶解度是 36 g"，表示 20 °C 时 100 g 水中最多溶解 36 g 氯化钠，此时得到 136 g 饱和溶液。20 °C 时溶解度大于 10 g 的物质叫易溶物质，1~10 g 为可溶，0.01~1 g 为微溶（如氢氧化钙），小于 0.01 g 为难溶。
几种物质在不同温度时的溶解度（单位：g）
| 温度 / °C | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 | 37.3 | 37.8 | 38.4 | 39.0 | 39.8 |
| KCl | 27.6 | 31.0 | 34.0 | 37.0 | 40.0 | 42.6 | 45.5 | 48.3 | 51.1 | 54.0 | 56.7 |
| NH₄Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 | 55.2 | 60.2 | 65.6 | 71.3 | 77.3 |
| KNO₃ | 13.3 | 20.9 | 31.6 | 45.8 | 63.9 | 85.5 | 110 | 138 | 169 | 202 | 246 |
| NaNO₃ | 73 | 80 | 88 | 96 | 104 | 114 | 124 | 136 | 148 | 161 | 180 |
| Ca(OH)₂ | 0.185 | 0.176 | 0.165 | 0.153 | 0.141 | 0.128 | 0.116 | 0.106 | 0.094 | 0.085 | 0.077 |
怎样读溶解度曲线
| 图上的位置 | 表示的意义 |
|---|---|
| 曲线上的点 | 该温度下的溶解度；对应的溶液恰好饱和 |
| 两条曲线的交点 | 该温度下两种物质的溶解度相等（如约 23 °C 时硝酸钾与氯化钠都约 36 g） |
| 曲线上方的点 | 饱和溶液，且有未溶解的固体（多出的部分溶不进去） |
| 曲线下方的点 | 不饱和溶液 |
| 曲线的走向 | 陡升型（KNO₃）：降温结晶；缓升型（NaCl）：蒸发结晶；下降型（Ca(OH)₂）：升温析出 |
饱和溶液的溶质质量分数 = S ÷ (100 g + S) × 100%
饱和溶液降温析出晶体的质量 = (S高温 − S低温) × 水的质量 ÷ 100 g
例：60 °C 时 100 g 水中溶解 110 g 硝酸钾恰好饱和，降温到 20 °C（溶解度 31.6 g），析出 110 g − 31.6 g = 78.4 g 晶体；同样条件下 37.3 g 氯化钠只析出 37.3 g − 36.0 g = 1.3 g。所以硝酸钾中混有少量氯化钠时，用降温结晶提纯硝酸钾；氯化钠中混有少量硝酸钾时，用蒸发结晶提纯氯化钠。
气体的溶解度通常指在压强为 101 kPa 和一定温度时，气体溶解在 1 体积水里达到饱和状态时的体积。气体的溶解度随温度升高而减小、随压强增大而增大——打开汽水瓶盖冒出气泡、喝汽水后打嗝，都与此有关（本模型只演示固体的溶解度）。
用这个模型做实验
- 选硝酸钾，在图上把状态点拖到曲线下方，看烧杯里全部溶解（不饱和）；向上拖过曲线，杯底出现晶体，读出"未溶解"的质量。
- 点"硝酸钾降温结晶"：60 °C 的饱和溶液降温到 20 °C，状态点沿曲线向下滑，晶体从溶液中析出，读出析出 78.4 g。
- 点"氯化钠降温"，和硝酸钾对比：同样降温，只析出 1.3 g；再点"氯化钠蒸发结晶"，恒温蒸发 50 g 水，析出 18 g。
- 点"加热饱和石灰水"：氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，加热后溶液变浑浊。
- 勾选"曲线交点"，读出硝酸钾与氯化钠、氯化钾、氯化铵曲线交点的温度和溶解度。
- 把水改成 50 g，再加溶质，看能溶解的质量变成溶解度的一半，而溶解度不变——溶解度只随温度变化。
- 打开"读图练习"，做读溶解度、比较大小、计算析出晶体和质量分数的题，答完看模型演示。
常见问题
“20 °C 时氯化钠的溶解度是 36 g”是什么意思？
表示在 20 °C 时，100 g 水中最多能溶解 36 g 氯化钠，这时溶液恰好达到饱和，饱和溶液的质量是 136 g。溶解度有四个要素：一定温度、100 g 溶剂、达到饱和状态、单位是克，缺一不可。
怎样把不饱和溶液变成饱和溶液？
对大多数物质（如硝酸钾）有三种方法：增加溶质、蒸发溶剂、降低温度。其中增加溶质和蒸发溶剂对所有物质都适用；改变温度要看溶解度随温度怎样变化，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，要把它的不饱和溶液变成饱和溶液，应该升高温度。反过来，把饱和溶液变成不饱和溶液可以增加溶剂，或者（对硝酸钾等）升高温度。
溶解度曲线上的点、交点和曲线上方、下方分别表示什么？
曲线上的点表示该物质在对应温度下的溶解度，溶液恰好饱和；两条曲线的交点表示在该温度下两种物质的溶解度相等；曲线上方的点表示溶液已饱和，而且有未溶解的固体；曲线下方的点表示溶液是不饱和溶液。曲线越陡，说明溶解度受温度的影响越大。
什么时候用降温结晶，什么时候用蒸发结晶？
溶解度受温度影响大的物质（如硝酸钾）用降温结晶，也叫冷却热饱和溶液：先配成较高温度下的饱和溶液，再降温，大量晶体析出。溶解度受温度影响小的物质（如氯化钠）用蒸发结晶，降温几乎不析出，只能蒸发溶剂，海水晒盐就是这个原理。所以硝酸钾中混有少量氯化钠时用降温结晶提纯硝酸钾，氯化钠中混有少量硝酸钾时用蒸发结晶提纯氯化钠。
为什么给饱和石灰水加热会变浑浊？
石灰水是氢氧化钙的水溶液。氢氧化钙微溶于水，而且它的溶解度随温度升高而减小（20 °C 约 0.165 g，80 °C 约 0.094 g）。给饱和石灰水加热，溶解度变小，多出的氢氧化钙析出，使溶液变浑浊；冷却后溶解度又变大，析出的固体会重新溶解。这是物理变化。
饱和溶液一定是浓溶液吗？
不一定。饱和与不饱和是看溶质还能不能继续溶解，浓与稀是看溶质含量的多少，二者没有必然联系。例如饱和的氢氧化钙溶液溶质质量分数只有约 0.16%，是很稀的溶液；而不饱和的硝酸钾溶液可能很浓。只有对同一种溶质、在同一温度下，饱和溶液才一定比不饱和溶液浓。
饱和溶液的溶质质量分数怎样计算？
一定温度下饱和溶液的溶质质量分数 = 溶解度 ÷ (100 g + 溶解度) × 100%，这也是该温度下这种溶液质量分数的最大值。例如 20 °C 时氯化钠的溶解度为 36 g，饱和溶液的溶质质量分数 = 36 g ÷ 136 g × 100% ≈ 26.5%，不是 36%。如果加入的溶质没有全部溶解，未溶解的部分不能算进溶质和溶液的质量。
适用课程
人教版初中化学九年级下册第九单元《溶液》课题 2"溶解度"（饱和溶液与不饱和溶液、结晶、固体的溶解度、溶解度曲线、气体的溶解度），以及课题 3"溶液的浓度"中饱和溶液的溶质质量分数，其他版本教材中"物质的溶解性"的相关内容。常见题型有"读出某温度下的溶解度""比较溶解度大小""交点的含义""判断溶液是否饱和、计算溶液质量""降温析出晶体的质量""选择结晶方法提纯物质"等。