Растворимость газов в жидкостях

Газы при соприкосновении с жидкостью способны растворяться в ней. Растворимость газов зависит от их природы, характера жидкости, а также от температуры и давления. Например, растворимость азота 0,017 объема в одном объеме воды, а аммиака 748,80.

Высокая растворимость аммиака объясняется их химическим взаимодействием с водой или диссоциацией на ионы. Растворимость одних и тех же газов вразличных растворителях разная.

Газы, молекулы которых неполярны, растворяются, как правило, лучше в неполярных растворителях. И наоборот, в полярных растворителях лучше растворяются газы, молекулы которых полярны. растворимость аммиака выше всего в воде как в сильно полярной жидкости, в толуоле же как в неполярном растворителё, растворимость его ничтожна.

На растворимость газов большое влияние оказывают давление и температура. Зависимость растворимости газов от давления выражает законом Генри: растворимость данного газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над жидкостью.

C=KP

где С — нонцентрация газа в жидкости, Р — давление газа над раствором, К — коэффициент пропорциональности, зависящий от природы газа.

Из закона Генри вытекают следующие важные следствия:

1. Поскольку давление газа Р пропорционально концентрации его в газовой фазе,то:

С_ж=С_гК или С_ж/С_г=К

Иными словами, отношение концентрации газа, растворенного в жидкости, к концентрации его над раствором при постоянной температуре есть величина постоянная.

2. Объем растворенного газа не зависит от внешнего давления, поскольку при увеличении давления в одинаковое число раз возрастает как концентрация растворенного газа, так и концентрация газа над раствором.

Таким образом, растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его парциальному давлению. Понижение парциального давления приводит к уменьшению растворимости газа.

Закон Генри справедлив только для разбавленных растворов и при малых давлениях, т. е. когда газы подчиняются законам идеальных газов.

Газы, вступающие во взаимодействии при растворении во взаимодействие с растворителем (НС1, NН₃ и др.), закону Генри не подчиняются. При растворении смеси газов каждый йз нихрастворятся в количестве, пропорциональном его парциальному давлению.

Растворимость газов в сильной степени зависит от температуры.
Количественная зависимость между растворимостью газа и температурой определяется уравнением Клайперона – Клаузиуса:

N₁/N₂=a/R*(1/T₂-1/T₁)

где N₁ и N₂ – растворимости при температурах Т₁ и Т₂, a -- теплота, выделяёмая при растворении одного моля газа, R – универсальная газовая постоянная.

Растворимость газов зависит и от наличия посторонних электролитов в растворе, Присутствие электролитов снижает растворимость газов в жидкостях. Зависимость растворимости газов от присутствия электролитов впервые была установлена И. М. Сеченовым:

N₀/N=KC

Где N₀ и N — растворимость газа соответственно в чистой воде и в растворе соли, К – коэффициент зависящий от природы газа, электролита и температурыэ

Дата добавления: 2014-12-17