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溶液到底是什么

溶质、溶剂,以及它们之间的分子握手。为什么有些东西能自由混合,有些却沉在烧杯底部,以及饱和意味着什么。

两种成分,一个相

溶液是一种亲密到看不出组分的混合物。把糖搅进茶里,它就消失了——不是真的不见了,而是单个糖分子均匀地散布到了水分子之间。我们把被溶解的东西称为溶质(通常量较少),把进行溶解的东西称为溶剂(通常量较多)。结果是一个单一、均匀的相:一杯澄清的液体,从上到下成分都一样。

这在药学里很重要,因为真溶液是递送精确剂量最可靠的方式。没有颗粒会沉降,没有团块要打散,也没有表面需要先在体内溶解。每一勺或每一毫升都携带相同量的药物。正是这种可靠性,使得配成溶液的糖浆注射剂在许多方面都是金标准——前提是药物肯配合。

相似相溶

溶质能否溶解,归根结底是引力的一场交换。要溶解,溶质分子必须脱离邻居,溶剂必须为它腾出一个口袋;作为回报,新的溶质—溶剂引力形成。如果这些新引力大致偿还了打破旧引力的代价,溶解就会发生。水是极性的,且富含氢键,所以它接纳极性和离子型溶质(盐、糖),却冷落油性的非极性溶质。油溶解油。这就是那句老话:“相似相溶”

当两种液体以任意比例彼此溶解时,我们说它们完全互溶——比如水和乙醇。当它们拒绝混合、分成层时,就是不互溶,比如油和水。大多数药物分子都处在这条谱带上的某处,部分亲水、部分亲油,而处方设计的很大一部分,就是读出分子的位置并帮它一把。

当溶剂装满了

不断加入溶质,溶剂最终会停止接纳。到那一刻,液体在该温度下容纳了它所能容纳的最大量,多余的溶质就直接沉到底部不再溶解。这就是饱和溶液。它并非静止:分子仍在离开固体又重新加入,只是速率相等,所以溶解量保持稳定。这个稳定的最大浓度就是分子的溶解度——本轨道后续的头号数字。