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:
Сж=СгК или Сж/Сг=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: 2015-05-13; просмотров: 1997;