这道关于盐融化冰的初中考题中是否还需要考察同离子效应？ 第1页

Abstract:

1. 本题不会因为同离子效应而沉淀，因为是溶液与溶液的混合导致氯离子浓度基本不变而钠离子浓度降低。
2. 哪怕产生了沉淀也不会影响融冰，因为固体盐也能融化冰的。而且这样融冰可以急剧降温，理论上最低可能到-80 °C，但是实际温度是由盐和水的最低共熔点所决定的。

什么是同离子效应

所谓同离子效应，就是两种含有相同离子的盐溶于水时，它们的溶解度都会降低。类似的情形也可以发生在弱酸或者弱碱的解离。下面我就用定量的例子来讨论一下：

比如溴化银 AgBr 的 Ksp 是 ，意思就是当仅仅只有AgBr溶于水时，其浓度计算方式为

其中 表示阴离子的浓度 （这个也是Ksp的定义式）

而因为只有AgBr，所以

我们继续计算，就有

所以计算得到

那么现在，我们在溶液中加入0.01 mol/L 的NaBr溶液后，再来计算AgBr的溶解度。此时由于有额外的Br-离子存在， ，并且AgBr的溶解度应该是由Ag+浓度决定的。

实际计算方法应该是如下的

s s+0.01 其中s就是溶解度

显然 ，所以我们可以认为Br-浓度就是0.01 mol/L

那么此时依然有

所以

由此可见，溶解度相较于之前远远降低。

为何此题同离子效应不会导致固体析出

在此题中，虽然也有具有相同离子的盐混合，但是由于是溶液混合，根据简单的计算你会发现，并不会使得氯化钠析出的！

比如等体积的 NaCl 和 CaCl2 混合时，相当于两者的初始浓度都会减半的。我举一个简单的例子，假如 1 mol/L 的 NaCl 和 0.5 mol/L 的 CaCl2 中的氯离子浓度都是 1 mol/L，而当将它们等体积混合后，氯离子的浓度依然大约是 1 mol/L. 而此时钠离子浓度基本减半了，所以是不会析出氯化钠固体的。如果你用本题中的数据自己计算，也会得到一样的结论。

但是往氯化钠溶液中通入氯化氢就不同了——这个过程不会引入溶剂，而基本只会单纯增加氯离子浓度。

盐融冰的原理

具体的可以见我的这个回答

知道一种水溶液的凝固点，怎么求它的沸点？

所谓盐融化冰，所利用的就是溶液的依数性性质——盐会降低冰的熔点。另外，利用这种方法，还可以获得低温：因为冰融化成水会大量吸热，从而导致温度的降低。比如氯化钠最低可以将温度降至～-20 °C，而氯化钙能降低至～-55 °C

实际上，理论上最低的温度大约是 -80 °C. 计算方法是，假设冰融化吸收的热全部用于降低水的温度。冰的融化热是 334 kJ/kg，而水的热容是 4.2 kJ/(kg·°C)，所以可以计算得到理论上能降到的最低温度是～-80 °C.

但是，当盐浓度很高时，就偏离了一开始所假设的理想情况了。最终盐所能降低到的最低温度取决于该盐与水的最低共熔点。比如氯化钠是-21.1 °C，氯化钙大约是-55 °C.