|为什么总有人问“一斤水溶一斤盐,最后重量是二斤吗?”这种问题
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【|为什么总有人问“一斤水溶一斤盐,最后重量是二斤吗?”这种问题】一斤水溶一斤盐 , 最后重量是二斤吗?
其实这就是一个一加一的问题 , 因为这问题只需简单理解即可!但既然放到了文章上来讨论 , 那么不妨在较真一下!如果将小数点精确到数十位的话 , 它的质量还真有些许变化!
中学化学知识告诉我们 , 化学反应前后质量守恒!这一点从18世纪中叶起就已经被确定了 , 而无数化学家经过难以计数的验证 , 都无法找到这个质量守恒之间是否存在漏洞!但事实上 , 时间到了二十世纪初 , 物理学家对微观世界的进一步认识 , 而且爱因斯坦也在前人的成果上继而推导出了质能方程 , 才得以让我们了解到一个全新的世界!因此从此时开始 , 化学反应并不是绝对的质量守恒 , 而只是相对的条件下保持守恒!
一、不再质量守恒的化学反应
无论是裂变聚变还是化学反应 , 一旦有能量释放与吸收 , 那么就会伴随着质量的改变 , 当然这在裂变与聚变时就有些难以理解 , 因为在反应先后 , 质子与中子数都没有改变 , 那么质量亏损来自哪里?
1、聚变的质量亏损来自哪里?其实大家都知道 , 聚变时质子与中子结合在一起的总质量总是小于它们独立时的质量 , 这个质量差异很小 , 大约只有0.7%的质量损失!这个质量减小来自与中子与质子内部的夸克作用力减少 , 表现出来的就是总质量减少!因为组成质子的轻夸克质量几乎可以忽略 , 但它们组成的质子却很重 , 这表明质量来自于夸克之间传递作用力的胶子!
2、化学变化时的质量差异来自哪里?化学变化并不会改变原子的属性 , 但却会改变核外电子的分布 , 我们知道核外电子的改变就一定会伴随这能量的变化 , 继而导致质量发生变化 , 但化学反应能量本身并不大 , 因此通过质能方程计算出的质量变化就更小了!
二、那些会发生质量变化化学反应
了解了这个原理之后 , 我们再来讨论盐溶于水中得到多少质量的问题就迎刃而解了!
1、食盐溶解
食盐溶解不吸热也不放热 , 但食盐溶解于水后的钠离子会使水的分子热运动强度 , 因此它会改变溶液的冰点!但食盐在水中的溶解度是有限的 , 比如20℃在100g水里最多只能溶解36gNaCl , 也就是500g水中最多只能溶解180g食盐 , 最终获得680g饱和食盐水!另外320g食盐将会以结晶的方式存在水中 , 但两者总质量仍然是1千克!
2、硝酸铵溶解
硝酸铵是由铵根离子和硝酸根离子构成的一种化合物 , 也是盐的一种!它在溶解时候会吸收大量的热 , 而导致溶液冰冷 , 甚至还可以用来制作冷饮!但各位请勿仿效 , 在大家的印象中硝酸铵是一种化肥 , 但它更是一种爆炸物 , 因此做实验时必须要小心!
我们回到质量变化上来 , 因为硝酸铵溶解会吸收大量的热 , 因此真正的溶液会大于硝酸铵+水的总质量 , 但变化及其细微!
3 , 溶解放热
盐类溶解时大多吸热 , 比如铵盐中的氯化铵与硫酸铵等 , 带铵根的都吸热 , 而氢氧化钠 , 氢氧化钙 , 氢氧化钡这些碱在溶解时则放热 , 因此这在这个过程中 , 这些物质溶解后的总质量将小于原始质量!
其实有这样的问题也容易理解 , 搞清楚这个过程也是有必要的 , 凡事就怕较真!
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