Растворимость газов в жидкостях

Растворимость газов в жидкостях зависит от ряда факторов: природы газа и жидкости, давления, температуры, концентрации растворенных в жидкости веществ (особенно сильно влияет на растворимость газов концентрация электролитов).

Наибольшее влияние на растворимость газов в жидкостях оказывает природа веществ. Так, в 1 литре воды при t = 18 °С и P = 1 атм. растворяется 0.017 л. азота, 748.8 л. аммиака или 427.8 л. хлороводорода. Аномально высокая растворимость газов в жидкостях обычно обусловливается их специфическим взаимодействием с растворителем – образованием химического соединения (для аммиака) или диссоциацией в растворе на ионы (для хлороводорода). Газы, молекулы которых неполярны, растворяются, как правило, лучше в неполярных жидкостях – и наоборот.

Поскольку растворимость характеризует истинное равновесие для определения влияния температуры и давления можно использовать принцип Ле-Шателье, влияние Т и р определяется знаком DН и DV.

Р-рение газов всегда сопровождается выделением теплоты (из-за сольватации молекул), поэтому при повышении температуры растворимость понижается.

При р-рении газов в жидкостях V уменьшается => повышение давления увеличивает растворимость (Зависимость растворимости газов от давления выражается законом Генри – Дальтона):

Растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над жидкостью.

(III.7)

Здесь С – концентрация раствора газа в жидкости, k – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы газа. Закон Генри – Дальтона справедлив только для разбавленных растворов при малых давлениях, когда газы можно считать идеальными. Газы, способные к специфическому взаимодействию с растворителем, данному закону не подчиняются.

Растворимость твердых веществ в жидкостях.

На растворимости твердых веществ давление значительно не сказывается (так как DV»0). Влияние становится ощутимым лишь при очень высоких давлениях. Например, лишь при давлении порядка 10⁹ Па растворимость нитрата аммония в воде снижается (DVр > 0) почти вдвое.

Температура влияет на растворимость твердых веществ по-разному, что определяется, как сказано выше, знаком и величиной теплового эффекта растворения. Температурную зависимость растворимости твердых веществ часто выражают графически в виде кривых растворимости (рис. 2.23). Растворимость рубидия RbNO3 и хлората калия КClO3 при нагревании от 0 до 100 "С увеличивается в несколько раз (процесс растворения протекает с поглощением теплоты). Для кристаллогидрата сульфата иттербия Yb2(SO4)3*8Н20 теплота гидратации преобладает над теплотой разрушения кристаллической решетки и процесс растворения экзотермичен, поэтому растворимость его при повышении температуры снижается. У YCl3*7H2O растворимость не зависит от Т, т.к. у него практически нулевой эффект растворения.

Коллигативные свойства растворов (не зависят от природы, а только от количества вещества)

В результате образования раствора изменяются свойства не только растворенного вещества, но и растворителя. Для разбавленных растворов эти изменения м.б. разбиты на два типа: зависящие от природы растворенного вещества ( изменение цвета, объема) и от нее не зависящие. Во втором случае изменения свойств вызвано уменьшением концентрации молекул самого растворителя при распределении в нем другого вещества.