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(2) In future presentations of the research findings, in addition to the course project website and public presentations, your real name and personal information will not appear in this research report. If you are interested in the research results, we can provide you with an executive summary after the study is completed.
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化學實驗

溶解度曲線

在 100 g 水裡加入定量鹽類、調整溫度,看多少溶解、多少沉在杯底結晶:即時描出 KNO₃、NaCl、KClO₃、Ce₂(SO₄)₃ 的溶解度曲線,判讀未飽和、飽和與過飽和,並把熱飽和溶液冷卻觀察再結晶。
t = 0.00 s

溶解度曲線 S–T(黑點=目前狀態)

點落在曲線上方=加入量超過溶解度(過飽和、多餘結晶析出); 落在曲線下方=未飽和(全部溶解);剛好在線上=飽和。

實驗數據

尚無記錄。調整參數、完成一次量測後,按「記錄本次數據」把結果存進表格。

實驗參數

溶質(鹽類)
溫度 T
加入溶質量(每 100 g 水)

即時量測

溶解度 S(此溫度)
g/100g 水
已溶解
g
未溶解(結晶)
g
溶液狀態

畫面符號圖例

  • 未溶解結晶=已達飽和;加溫或加水可再溶;溶解度隨溫度變化

實驗任務

  1. 從曲線讀溶解度:選 KNO₃、把溫度設到 40°C,先看圖上曲線在 40°C 對應的高度、 再讀「溶解度 S」讀數。接著把加入量調到 100 g,預測會溶解多少、析出多少, 再對照「已溶解/未溶解」讀數是否吻合。
  2. 再結晶(重結晶):選 KNO₃、加入量設在 100 g,先把溫度升到 80°C 觀察是否全部溶解(未飽和);再把溫度緩緩降回 20°C。當溫度低於飽和溫度時, 多餘的溶質會結晶析出——這就是實驗室純化固體的「再結晶」原理。
  3. 陡峭 vs 平緩:固定加入量 40 g,分別切到 NaCl 與 KNO₃,把溫度從 0°C 拉到 100°C。 比較兩條曲線的斜率:NaCl 幾乎不隨溫度變化,KNO₃ 卻大幅上升—— 這解釋了為什麼冷卻熱溶液時 KNO₃ 會大量結晶、NaCl 幾乎不會。

模型與假設

溶解度 S(T):每 100 g 水在溫度 T(°C)達飽和時可溶解的溶質克數。 四種鹽類採用近似教科書曲線的簡易擬合式: KNO₃ ≈ 13.9+0.65T+0.019T²(隨溫度陡升)、 NaCl ≈ 35.7+0.017T(幾乎不變)、 KClO₃ ≈ 3.3+0.10T+0.0075T²、 Ce₂(SO₄)₃ ≈ 21−0.19T(逆溶解度:升溫反而變小,下限取 1)。
溶解判定:已溶解=min(加入量, S);未溶解結晶=max(0, 加入量−S)。
理想化:假設瞬間達平衡、超出溶解度即刻析出(不模擬真實的過飽和介穩態); 以每 100 g 水為基準,溶劑量固定。數值為概念示意,非精確查表值。