碳酸鈉為什麼可以降低乙酸乙酯的溶解度？

12-30

高中化學選修五中的問題

謝邀。

根據相似相溶原理，水是極性較強的溶劑，乙酸乙酯是極性較弱的溶劑，故相互溶解的溶解度較低。
加入無機鹽時，進一步增大了水相的極性，所以乙酸乙酯更難溶解在水中。

據此，請題主自行思考該現象與以下現象的異同：
氯化鈉溶液可以促進水相和有機相的分液；
氯化鈉可以降低氯氣在水中的溶解度；
飽和硫酸銅溶液中加入乙醇可以析出（n水合）硫酸銅固體；
水與苯幾乎不混溶，而水、苯、乙醇三者按一定比例可以形成混合溶液；
氨水中加入氫氧化鈉溶液會釋放氨氣；
蛋白質溶液加入較多無機鹽可以可逆析出蛋白質。

這些現象都或多或少有所不同，但實際上都可以用統一的理論來解釋，歡迎在評論區討論。

——————

2017 / 3 / 13　11:00　更新

沒想到看這題的人還挺多= =那再更幾句咯

這個現象從微觀上可以得到更直觀的解釋：

物質在溶劑中的溶解通常伴隨著溶劑化過程，即溶劑與溶質微粒之間的相互作用。

我們可以把乙酸乙酯的溶解視為一個水合的過程，乙酸乙酯溶解後形成溶劑化的結構，在此以 $m{CH_3COOEtcdot emph{n} H_2O}$ 表示：

$m{CH_3COOEt , (l)} , + , emph{n} m{H_2O(l)} , o m{CH_3COOEtcdot emph{n} H_2O , (aq)}$

而鈉離子和氯離子溶解後也會形成水合的結構（為敘述方便，用NaCl舉例）：

$m{NaCl , (s)} , + , (emph{x}+emph{y}) m{H_2O , (l)} , o m{Na^+cdot emph{x} H_2O , (aq)}, + , m{Cl^-cdot emph{y} H_2O , (aq)}$

需要注意的是，水是極性分子，可以通過正電性端（氫）和負電性端（氧）分別結合氯離子和鈉離子。這種電荷－偶極相互作用（或Cl···H－O氫鍵作用）相對較強，平衡常數 $^{[1]}$ 較大，且離子能吸引的水分子數也很多（即 $x, y$ 較大）。

而對於極性很小的乙酸乙酯，與水分子主要以偶極－偶極（或者誘導偶極）這種相對更弱的相互作用結合，其平衡常數遠不如無機離子，且結合的水分子數 $n$ 也很小。

[1] 對於該類水合反應，溶質結合的水分子數並不確定，且原本的溶質分子（水）需要視為反應物，所以通常不使用「平衡常數」來描述。在此僅借用此概念表明反應發生的難易程度。

所以，我們可以將這個過程簡單地視為平衡的移動。乙酸乙酯與無機鹽都是能結合水分子的物質，與水分子結合更強的離子「搶奪」了原本與乙酸乙酯弱結合的水分子，使乙酸乙酯更不容易被水分子溶劑化，從而更難溶解在水中。

再貼一遍這句話：

物質在溶劑中的溶解通常伴隨著溶劑化過程，即溶劑與溶質微粒之間的相互作用。

然後再來看看前面的幾個現象：

氯化鈉溶液可以促進水相和有機相的分液

這一現象的原因之一是降低溶解度；而更重要的原因是評論區里提到的「破乳」現象：

有機溶劑形成的微小的液滴在水中形成了介穩的異相狀態（即乳化），而在溶液中加入過量鹽類會破壞乳化，加速小液滴的匯聚。

這同樣可以用上述的平衡原理來解釋：乳化可以視為一種廣義的「溶解」 $^{[2]}$ ，可以將每一個有機液滴視為一個很大的「分子」來理解。這個液滴同樣需要吸引一層水分子來穩定，而加入無機鹽後會使液滴失去周圍的大多數水分子，從而無法在水中穩定存在，相互結合成大液滴，在不平衡的重力和浮力作用下合併入有機相層中。

總結：無機離子「搶奪」了小液滴周圍的水分子，促進分液。

[2] 注意：這裡只是一種理解方式。根據定義，一般認為溶液是均相的體系。

蛋白質溶液加入較多無機鹽可以可逆析出蛋白質

無機離子「搶奪」了蛋白質周圍的水分子，破壞蛋白質膠體的穩定性。

飽和硫酸銅溶液中加入乙醇可以析出（水合）硫酸銅固體

乙醇和水的結合較為穩定，甚至可任意比例混溶。所以，乙醇「搶奪」了水合無機離子中的水，使硫酸銅析出（也因此，析出的晶體中水含量會降低，可能得到一水合硫酸銅）。

氯化鈉可以降低氯氣在水中的溶解度；

一種常見的說法是：

由於以下兩個平衡的存在，
$mathrm{Cl_2,(g)} ightleftharpoons mathrm{Cl_2,(aq)}$ ; $mathrm{Cl_2,(aq)}+mathrm{H_2O,(l)} ightleftharpoons mathrm{H^+(aq)}+mathrm{Cl^-(aq)}+mathrm{HClO(aq)}$

在飽和氯化鈉溶液中，第二個反應產物中有氯離子而被抑制，平衡左移，從而使第一個反應平衡左移，降低氯氣溶解度。

個人認為這種說法很不嚴謹：中性溶液中，第二個反應達到平衡時氯氣的電離度遠遠不足50%，即使電離的部分完全被抑制，也不會使氯氣溶解度有較大的改變。

實際上，氯氣在水中溶解也是依靠和水分子的各種相互作用。而氯離子會與氯分子競爭結合水分子，從而使氯氣溶解度下降。

/*看看就好主要是幫助理解高中還是寫同離子效應什麼的吧按上面的觀點答題出錯了別來打我=.= */

氨水中加入氫氧化鈉溶液會釋放氨氣

也是同理，氨氣的電離度並不高，氫氧根能抑制氨氣溶解是因為氫氧根能與氨分子競爭結合水分子。

$mathrm{H_3Ncdots H-OH+OH^- ightleftharpoons HO^-cdots H-OH+NH_3}$

所以說，高中化學並不是所謂的理科中的文科，遇到的很多奇奇怪怪的現象都是可以用一套體系來理解的= =

氫和氧的成鍵極性比較強了，但是離子化合物更強呀。離子化合物是徹底的正負電荷分離開來的東西了。

相似相溶，用高中的話說通俗易懂一點，就是電荷之間的作用越大越好溶解。

鈉離子和水作用的時候，會產生一個比之前極性還強的水分子和鈉離子作用的小分子團，這個東西和乙酸乙酯就更難結合在一起了，因為暴露在外面的是統一的正電。沒有鈉離子的時候，水分子還可以通過正和負兩個電性去結合乙酸乙酯的酯鍵。現在有了鈉離子，就只剩下外層的正電了。這個很大體積的東西都沒辦法接近乙酸乙酯。所以溶解度就降下來了。

題主是南昌二中的？(?? . ??)

江蘇選修五我記得是電化學和化學平衡，那原因應該是鹼性使分解的動態平衡向乙酸乙酯側移動，阻止了乙酸乙酯的溶解。

萌鐵蛋已經回答了很多了，但關於實驗我還想再補充一點，實驗中一般不用碳酸鈉，而採用鹼性更弱的碳酸氫鈉(我親自做過這個實驗)，降低鹼性，以防止酯的水解。

厲害了學習

這個飽和碳酸鈉溶液應該是收集乙酸乙酯時用到的試劑。伴隨乙酸乙酯出來的還有乙醇和乙酸，飽和碳酸鈉溶液能與乙酸反應，與乙醇互溶，進而達到分離的作用。

可是它到底為何能減小乙酸乙酯的溶解度呢這樣的話用水豈不更好？哦不不，它就是要分離三者更準確的說是乙酸和乙酸乙酯嘛…

我不知道答案可看到這些熟悉的名字忍不住要給你點個贊哈哈哈加油學霸