气体的溶解度解读
气体溶解度的单位
气体溶解度的单位
某固体物质在克溶剂里达到饱和状态时所能溶解的质量其单位是“g/g水（g）”，气体的溶解度通常指的是该气体，其压强为1标准大气压，在一定温度时溶解在1体积水里
的体积数，也常用“g/g水”作单位，自然也可用体积。
1、溶解度溶解度，符号s，在一定温度下，某固态物质在g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度。
物质的溶解度属于物理性质。
2、液态溶解度液态物质的能容溶解度就是所指在一定的温度下，某物质在克溶剂里
达至饱和状态时所熔化的质量,用字母s则表示，其单位就是“g/g水”。
在未注明的情况下，通常溶解度所指的就是物质在水里的溶解度。
比如：在20℃时，g水里最多能溶36g
氯化钠（这时溶液达至饱和状态），在20℃时，氯化钠在水里的溶解度就是36g。
3、气体溶解度在一定温度和压强下，气体在一定量溶剂中溶解的最高量称为气体的
溶解度。
常用定温下1体积溶剂中所溶解的最多体积数来表示。
如20℃时ml水中能溶解1.82ml氢气，则表示为1.82ml/ml水等。
气体的溶解度除与气体本性、溶剂性质有关外，还与温度、压强有关，其溶解度一般随着温度升高而减少，由于气体溶解时体积变化很大，故其溶解度随压强增大而显著增大。
关于气体溶解于液体的溶解度，在年英国化学家w.亨利，根据对稀溶液的研究总结出一条定律，称为亨利定律。
溶解度与溶液的气体溶解性质
溶解度与溶液的气体溶解性质溶解度是指在一定温度和压力条件下，溶质在溶剂中能够溶解的最大量。
而溶液的气体溶解性质则是指气体在溶液中的溶解行为及相关特性。
本文将就溶解度与溶液的气体溶解性质展开论述，并探讨其背后的科学原理。
一、溶解度溶解度是物质溶解在溶剂中的程度的度量。
它与温度、压力以及溶质和溶剂的性质密切相关。
溶解度通常用单位质量溶剂所能溶解的溶质的数量来表示。
例如，溶解度可以用克溶质/克溶剂或摩尔溶质/升溶液来测量。
在固体溶解于液体的情况下，普遍来说，溶解度随着温度的升高而增加。
这是因为温度升高会使溶剂的分子动能增加，分子间相互作用减弱，使溶质更容易与溶剂相互作用并溶解。
但对于气体溶解于液体的情况，溶解度却是随温度升高而降低。
这是由于气体分子在高温下具有更大的动能，更容易从液体中逸出。
二、气体溶解性质气体溶解性质与溶质和溶剂的物化性质有关。
气体分子在溶液中呈现出三种可能的行为：部分溶解、完全溶解和产生化学反应。
1. 部分溶解一些气体在溶液中仅能部分溶解，只有一部分气体分子与溶剂分子相互作用并保持在溶液中。
这主要与溶质和溶剂之间的相互作用力有关。
例如，氨气溶解于水时，只有一部分氨分子会与水分子形成氢键，而其他氨分子则逃离溶液。
2. 完全溶解一些气体能够完全溶解于溶剂中，所有气体分子都与溶剂分子相互作用并保持在溶液中。
这通常发生在气体分子与溶剂分子之间有较强的相互作用力的情况下。
例如，氧气可完全溶解于水中。
3. 化学反应某些气体在溶液中会产生化学反应，与溶剂发生化学变化。
这类气体在溶液中并没有明确的溶解性，而是产生新的物质。
例如，二氧化碳在水中会发生酸碱反应，生成碳酸。
三、溶解度的影响因素除了温度，压力和物质性质外，溶解度还受其他因素的影响。
1. 压力对于溶解度与压力的关系，通常情况下，固体和液体溶质与液体溶剂的溶解度并不受压力的影响。
而对于气体溶解于液体的情况，溶解度会随压力的增加而增加。
这是由于增加压力会使气体分子更容易与液体分子发生相互作用，从而增加溶解度。
初中化学气体的溶解度与饱和解析
初中化学气体的溶解度与饱和解析化学中，气体溶解度是指气体与特定溶剂在一定温度和压力下发生溶解的程度。
溶解度的大小与溶质分子之间的相互作用力以及温度和压力等因素有关。
在溶剂中，溶解度达到最大值时，溶液被称为饱和溶液。
1. 溶解度与溶质/溶剂的相互作用力溶解度与溶质和溶剂之间的相互作用力有密切关系。
一般来说，溶解度较大的溶质与溶剂之间的相互作用力较强。
例如，极性溶质在极性溶剂中溶解度较高，因为它们之间会发生氢键等强相互作用。
而非极性溶质在非极性溶剂中溶解度较高，因为它们的分子之间会发生范德华力等相互作用。
2. 溶解度与温度的关系温度对气体溶解度的影响与溶质的性质有关。
一般来说，温度升高会导致气体溶解度降低，而温度降低则会导致溶解度增加。
这是因为在高温下，溶剂分子的热运动增强，与溶质分子之间的相互作用力减弱，从而导致溶解度的降低。
相反，在低温下，溶剂分子的热运动减弱，相互作用力增强，使得溶解度增加。
3. 溶解度与压力的关系对于气体溶解度与压力的关系，存在较为特殊的情况。
亨利定律规定，在一定温度下，气体溶解度与气体的分压成正比关系。
也就是说，气体溶解度随着气体分压的增加而增加，反之亦然。
这是因为增加气体分压会增加溶质分子与溶剂分子之间的碰撞频率，使得气体更易溶解。
4. 气体浓度与饱和溶解度饱和溶解度指的是溶液已经达到了最大溶解度，不再能溶解更多溶质的状态。
在一定温度和压力下，当气体溶解度达到饱和时，溶液中的溶质浓度不再增加，这时溶液被称为饱和溶液。
若继续加入溶质，则会出现溶质无法溶解的情况。
总结：气体溶解度与溶质/溶剂的相互作用力、温度和压力等因素密切相关。
相互作用力越强、温度越低、压力越高，气体溶解度越大。
了解气体溶解度的规律对于化学实验和工业生产等具有重要意义，它有助于我们解释一些现象，并指导实际应用。
气体的溶解度
实际组成y和x，在x-y坐标
图中确定状态点，若点在 平衡曲线上方，则发生吸 收过程；若点在平衡曲线 下方，则发生解吸过程。
2、计算过程的推动力
当气液相的组成均用摩尔分数表示时，吸收的推动力可 表示为：
y y *：以气相组成差表示的吸收推动力；
x * x：以液相组成差表示的吸收推动力。
3、确定过程的极限
所谓过程的极限是指两相充分接触后，各相组成变化的 最大可能性。
增加塔高 组成为y1的混合气 塔底 x1增加 减少吸收剂用量
极限
组成为： x1 max
x1*
y1 m
塔顶y2降低 极限
组成为y1的混合气
增加塔高 增加吸收剂用量
*
组成为：y
2 min
y2 mx2
X Y x ,y 1 X 1 Y
由 y * mx得,
Y* mx * 1 x 1 Y
mx Y 1 (1 m) x
*
当溶液浓度很低时，X≈0， 上式简化为：
Y mX
亨利定律的几种表达形式也可改写为
*
P * x , c HP E y Y * * x , X m m
p y* P
由亨利定律： p * E x
E y x P
即：
E m P
3）用摩尔比Y和X分别表示气液两相组成的亨利定律
a) 摩尔比定义：
液相中溶质的摩尔数 x X 液相中溶剂的摩尔数 1 x
气相中溶质的摩尔数 y Y 气相中惰性组分的摩尔数 1 y
∴氨从气相转入液相，发生吸收过程。
若含氨0.02摩尔分数的混合气和 x=0.05的氨水接触，则
x * y / 0.94 0.02 / 0.94 0.021
气体物质溶解度的理解
气体物质溶解度的理解
疑点：气体物质溶解度的概念是什么?表达了什么意义?
解析：定义：在压强101kPa(标准大气压)和一定温度时(一般指0°C)，气体溶解在1体积水里达到饱和状态时，此时溶解的气体体积称为气体物质溶解度。
影响气体物质溶解度的因素：
1、温度。
在压强一定时，温度越高，气体溶解度越小。
烧开水时，水里不断冒泡(O2)跑出去，就表明温度升高溶在水里的O2反而在减少。
2、压强。
温度一定时，压强越大，气体溶解度越大。
没有开过的可乐瓶子总感觉很硬，很难压扁，因为瓶子里面的压强需足够大才能把更多的CO2溶解在汽水里。
当打开瓶盖以后压强大大减小，二氧化碳气体开始溢出，就会看到很多气泡。
结论：如上。
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溶解性与溶解度解析
溶解性与溶解度解析
既然在一定温度下，溶质在一定量的溶剂里的溶解量是有限度的，科学上是如何表述和量度这种溶解限度呢？好，那么我们就先来看一下溶解性的概念。
溶解性
通过实验的验证，在相同条件下（温度相同），同一种物质在不同的溶剂里，溶解的能力是各不相同的。
我们通常把一种物质溶解在另一种物质里的能力叫做溶解性。
溶解性的大小跟溶剂和溶质的本性有关。
所以在描述一种物质的溶解性时，必须指明溶剂。
物质的溶解性的大小可以用四个等级来表示：易溶、可溶、微溶、难溶（不溶），很显然，这是一种比较粗略的对物质溶解能力的定性表述。
溶解度
1．固体的溶解度
从溶解性的概念，我们知道了它只是一种比较粗略的对物质溶解能力的定性表述。
也许会有同学问：能不能准确的把物质的溶解能力定量地表示出来呢？答案是肯定的。
这就是我们本节课所要学的溶解度的概念。
溶解度：在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度。
在这里要注意：如果没有指明溶剂，通常所说的溶解度就是物质在水里的溶解度。
化学实验观察气体的溶解度
化学实验观察气体的溶解度气体的溶解度是指单位体积溶液中所能溶解的气体的量，一般用摩尔溶解度来表示。
在化学实验中，观察和测定气体的溶解度是理解气体溶解行为和掌握溶解度规律的重要手段。
本文将介绍几种常见的观察气体溶解度的实验方法以及利用这些实验结果推导的一些溶解度规律。
一、实验方法之挤压法挤压法是一种常见的实验方法，用于观察气体溶于液体中的过程。
该方法基于固定温度、单位时间内加入相同体积的气体，记录溶解度的变化。
实验装置：1. 气源：可选择压缩气体，例如二氧化碳气体。
2. 水槽：用于装载待溶解的液体，如水。
3. 玻璃观察管：用于观察气体溶解的过程。
实验步骤：1. 将水装入水槽中，使水槽内部充满水。
2. 在玻璃观察管中加入待溶解的液体，如水。
观察管内液面高度的刻度尽量清晰。
3. 固定玻璃观察管在水槽内，并将观察管封闭。
4. 打开气源，将气体以恒定流速通入观察管中。
观察并记录气体溶解的过程。
5. 按照需要重复实验，记录每次实验的观察结果。
二、实验方法之气体色彩变化法气体的溶解度也可以通过观察气体颜色的变化来进行实验测定。
某些气体溶解在液体中后，溶液会呈现颜色的变化，这种现象可以用来观察气体的溶解度。
实验装置：1. 气源：例如氢气、溴气等可以产生颜色变化的气体。
2. 溶剂：用于溶解气体的液体，如水。
3. 透明容器：如试管，用于装载溶液，并观察颜色变化。
实验步骤：1. 将透明容器中加入一定量的溶剂，如水。
2. 引入气体，例如氢气。
观察溶液的颜色变化。
3. 根据实验条件的不同，可以通过改变溶剂的浓度、溶剂的温度等因素，观察气体溶解度的变化。
三、实验方法之温度改变法温度是影响气体溶解度的重要因素之一。
通过改变溶剂（一般为液体）的温度，观察气体的溶解度的变化，可以推测出气体溶解度与温度的关系。
实验装置：1. 热源：用于升高溶剂的温度，例如电热器、热水槽等。
2. 透明容器：如试管，用于装载溶液，并观察温度改变后气体溶解度的变化。
气体的溶解度与压力气体溶解度的变化规律
气体的溶解度与压力气体溶解度的变化规律气体的溶解度是指气体在溶液中的浓度，也可以理解为单位体积溶液中所含气体的量。
气体的溶解度受多种因素的影响，其中压力是其中一个重要的因素。
本文将探讨气体溶解度与压力之间的关系，以及压力对气体溶解度的变化规律。
1. 气体溶解度与压力的关系气体溶解度与压力之间存在着一定的关系，常被描述为亨利定律，即亨利定律认为在一定温度下，气体的溶解度与其分压成正比。
这可以用以下公式表示：C=kP其中C表示气体的溶解度，P表示气体的分压，k为与溶质和溶剂性质相关的常数。
这个公式表明，当温度一定时，气体的溶解度与其分压之间存在着线性的关系。
2. 压力对气体溶解度的影响根据亨利定律的表达式，可以得出压力对气体溶解度的影响规律。
当压力增加时，气体的溶解度也随之增加。
这是因为增加压力会增加气体分子碰撞溶剂分子的机会，进而促进气体溶解。
3. 气体溶解度随压力变化的特点虽然根据亨利定律，气体溶解度与压力成正比，但是实际情况中，并非所有气体的溶解度都完全遵循这个规律。
不同气体的溶解度随压力变化的特点有所不同。
a) 部分气体对于某些气体来说，其溶解度受压力影响较大。
当压力增加时，溶解度也相应增加，而当减小压力时，溶解度会降低。
这类气体的溶解度与分压之间存在着线性关系，且比较稳定。
b) 不可逆溶解气体还有一些气体在溶解过程中受到比较复杂的化学反应的影响，溶解度对压力的响应并不是线性的。
这类气体的溶解度随压力的变化呈非线性关系，随着压力的增加而逐渐饱和。
c) 温度对溶解度的影响除了压力外，温度也是影响气体溶解度的重要因素。
一般来说，温度升高会导致气体溶解度降低，因为高温下溶剂分子的动能增加，使气体分子更容易逸出溶液。
4. 应用与展望气体的溶解度与压力之间的关系在很多实际应用中有重要意义。
例如，汽车引擎中的燃烧过程涉及到气体的溶解度变化，深海潜水中气体的溶解和释放也需要考虑溶解度与压力的关联等等。
随着科技的进步，人们对气体溶解度与压力关系的研究也在不断深入。
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C总
M
M M A x A M S xS
对于稀溶液， M
M S , S
H
C总 E
s
MsE
*
2) 气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律
y mx
m——相平衡常数 ，是温度和压强的函数。 温度升高、总压下降则m值变大， m值越大，表明气体的溶解度越小。
m与E的关系： 由分压定律知 ： p P y
p y* P
由亨利定律： p * E x
E y x P
即：
E m P
3）用摩尔比Y和X分别表示气液两相组成的亨利定律
a) 摩尔比定义：
液相中溶质的摩尔数 x X 液相中溶剂的摩尔数 1 x
气相中溶质的摩尔数 y Y 气相中惰入液相，发生吸收过程。
若含氨0.02摩尔分数的混合气和 x=0.05的氨水接触，则
x * y / 0.94 0.02 / 0.94 0.021
x 0.05 x* 0.021
气液相接触时，氨由液相转入气相，发生解吸过程。 此外，用气液相平衡曲线图也可判断两相接触时的传质方向 具体方法： 已知相互接触的气液相的
所谓过程的极限是指两相充分接触后，各相组成变化的 最大可能性。
增加塔高 组成为y1的混合气 塔底 x1增加 减少吸收剂用量
极限
组成为： x1 max
x1*
y1 m
塔顶y2降低 极限
组成为y1的混合气
增加塔高 增加吸收剂用量
*
组成为：y
2 min
y2 mx2
一、气体的溶解度
第六章 吸收
第二节 气液相平衡
二、亨利定律
三、用气液平衡关系分析吸 收过程
一、气体的溶解度
1、气体在液体中溶解度的概念
气体在液相中的溶解度 ： 气体在液体中的饱和浓度 C
* A
2、溶解度曲线
•吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。
•温度、溶液的浓度一定时，溶液上方分压越大的物质越难溶。
x y / 0.94 0.1
*
将其与实际组成比较 ： x 0.05 x* 0.1 ∴气液相接触时，氨将从气相转入液相，发生吸收过程。 或者利用相平衡关系确定与实际液相组成成平衡的气相组成
y * 0.94 x 0.94 0.05 0.047
将其与实际组成比较：y 0.094 y * 0.047
X Y x ,y 1 X 1 Y
由 y * mx得,
Y* mx * 1 x 1 Y
mx Y 1 (1 m) x
*
当溶液浓度很低时，X≈0， 上式简化为：
Y mX
亨利定律的几种表达形式也可改写为
*
P * x , c HP E y Y * * x , X m m
E 7.59 10 4 m 3 0.749 P 101.33 10
三、用气液平衡关系分析吸收过程
1、判断过程的方向
例：在101.3kPa，20℃下,稀氨水的气液相平衡关系为 ：
y* 0.94 x ，若含氨0.094摩尔分数的混合气和组成 x A 0.05
的氨水接触,确定过程的方向。 解： 用相平衡关系确定与实际气相组成 y 0.094 成平衡的液相组成
0.5 / 17 x 0.00527 0.5 / 17 100 / 18
∴亨利系数为 E
p 400 7.59 10 4 Pa x 0.00527 400 p * * 0.00395 又 y mx，而 y 5 P 1.01 10
∴相平衡常数 m 0.00395 0.75 0.00527
实际组成y和x，在x-y坐标
图中确定状态点，若点在 平衡曲线上方，则发生吸 收过程；若点在平衡曲线 下方，则发生解吸过程。
2、计算过程的推动力
当气液相的组成均用摩尔分数表示时，吸收的推动力可 表示为：
y y *：以气相组成差表示的吸收推动力；
x * x：以液相组成差表示的吸收推动力。
3、确定过程的极限
2、亨利定律的其他表示形式
1）用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的亨 利定律
c p H
*
H——溶解度系数 ，单位：kmol/m3· Pa或kmol/m3· atm。 H是温度的函数，H值随温度升高而减小。 易溶气体H值大，难溶气体H值小。 H与E的关系
设溶液的密度为 kg / m 3 ，浓度为 C总kmol / m3，则
c p H
*
0.5 / 17 3 c 0 . 293 kmol / m 0.5 100 1000
∴溶解度系数为：
0.293 H 7.33 10 4 kmol / m3 Pa 400
或由各系数间的关系求出其它系数
H
s
EM s
1000 4 3 7 . 32 10 kmol / m Pa 4 7.59 10 18
•对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 •对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。 •加压和降温对吸收操作有利。
二、亨利定律
1、亨利定律
p* Ex
E——亨利系数，单位与压强单位一致 。 E值取决于物系的特性及温度；温度T上升，E值增大； 在同一溶剂中，E值越大的气体越难溶。
*
例：在常压及20℃下，测得氨在水中的平衡数据为： 0.5gNH3/100gH2O浓度为的稀氨水上方的平衡分压为400Pa， 在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示，试求亨利系
数 E，溶解度系数 H，及相平衡常数 m。（氨水密度可取为
1000kg/m3）
解：
* p 由亨利定律表达式知：E x