1：相平衡與溶解度

任何固體物質(zhì)與其溶液相接觸時(shí)，如溶液尚未飽和，則固體溶解；如溶液已過(guò)飽和，則該物質(zhì)在溶液中的逾量部分遲早會(huì)析出。但如溶液恰好達(dá)到飽和，則固體的溶解與析出的速率相等，凈結(jié)果是既無(wú)溶解也無(wú)析出。此時(shí)固體與其溶液已達(dá)相平衡。

固體與其溶液間的這種相平衡關(guān)系，通常可用固體在溶劑中的溶解度來(lái)表示。物質(zhì)的溶解度與其化學(xué)性質(zhì)、溶劑的性質(zhì)及溫度有關(guān)。一定物質(zhì)在一定溶劑中的溶解度主要隨溫度變化，而隨壓力的變化很小，常可忽略不計(jì)。因此溶解度的數(shù)據(jù)通常用溶解度對(duì)溫度所標(biāo)繪的曲線來(lái)表示。

溶解度的大小通常采用1（或100）份質(zhì)量的溶劑中溶解多少份質(zhì)量的無(wú)水溶質(zhì)來(lái)表示。固體質(zhì)種型：第一類是曲線比較陡，表明這些物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而明顯增大，如NaNO3、KNO3等；第二類是曲線比較平坦，表明溶解度受溫度的影響并不顯著，如 NaCl 、 KCIO 等；第三類是溶解度曲線有折點(diǎn)（變態(tài)點(diǎn)），它表示其組成有所改變，如Na2So4.10H2 O 轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2SO4（變態(tài)點(diǎn)溫度為32.4 。這類物質(zhì)的溶解度可隨溫度的升高反而減小，如Na2SO4。

溶解度曲線對(duì)結(jié)晶操作具有很重要的指導(dǎo)意義。

對(duì)于溶解度隨溫度變化敏感的物質(zhì)，可選用變溫方法結(jié)晶分離；對(duì)于溶解度隨溫度變化緩慢的物質(zhì)，可用移除一部分溶劑的方法結(jié)晶分離。

2：溶液的過(guò)飽和與介穩(wěn)區(qū)

溶液飽和時(shí)溶質(zhì)不能析出。溶質(zhì)濃度超過(guò)該條件下的溶解度時(shí)，該溶液稱為過(guò)飽和溶液。過(guò)飽和溶液達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)有溶質(zhì)析出，開(kāi)始形成新的固相時(shí)，過(guò)飽和濃度和溫度的關(guān)系可用過(guò)飽和曲線描述，如圖11-2所示。圖中 AB 線為溶解度曲線， CD 線為過(guò)飽和曲線，與溶解度曲線大致平行。 AB 曲線以下的區(qū)域?yàn)榉€(wěn)定區(qū)，在此區(qū)域溶液尚未達(dá)到飽和，因而沒(méi)有結(jié)晶的可能。 AB 曲線以上是過(guò)飽和區(qū)，此區(qū)又可分為兩個(gè)部分： AB 線和 CD 線之間的區(qū)域稱為介穩(wěn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)不會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生晶核，但如果在溶液中加入晶體，則能誘導(dǎo)結(jié)晶進(jìn)行，這種加入的晶體稱為晶種； CD 線以上是不穩(wěn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)能自發(fā)地產(chǎn)生晶核。

過(guò)飽和度和介穩(wěn)區(qū)的概念，對(duì)工業(yè)結(jié)晶操作具有重要的意義。例如，在結(jié)晶過(guò)程中，若將溶液的狀態(tài)控制在介穩(wěn)區(qū)且在較低的過(guò)飽和度內(nèi)，則在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)只能有少量的晶核產(chǎn)生，主要是加入晶種的長(zhǎng)大，于是可得到粒度大而均勻的結(jié)晶產(chǎn)品。反之，將溶液狀態(tài)控制在不穩(wěn)區(qū)且在較高的過(guò)飽和度內(nèi)，則將有大量晶核產(chǎn)生，于是所得產(chǎn)品中晶粒必然很小。