气体溶解度
理解气体溶解度的溶解规律

理解气体溶解度的溶解规律气体溶解度的溶解规律是指气体在液体中的溶解程度与温度、压力和溶质本身性质之间的关系。
溶解度是指单位体积的溶液中所含有的溶质的质量或物质的摩尔数。
首先,温度对气体溶解度的影响。
根据亨利定律,温度升高时,气体溶解度会减小;而温度降低时,气体溶解度会增大。
这是因为溶解过程是一个吸热过程,温度升高会增加溶解过程中的分子热运动,使气体分子从溶液中逸出速度增加,溶解度减小。
而温度降低则相反,减小分子热运动的速度,使气体分子更容易溶解在液体中。
其次,压力对气体溶解度的影响。
根据亨利定律,压力增大时,气体溶解度会增大;压力减小时,气体溶解度会减小。
这是因为在高压下,气体分子的相互作用更强,更容易被液体分子所吸附和溶解。
相反,在低压下,气体分子之间的间距增大,逃逸速度增加,溶解度减小。
此外,溶质本身性质也会影响气体溶解度。
分子的极性和分子量都会影响气体溶解度。
极性分子比非极性分子更容易被溶解。
例如,甲烷(CH4)是一种非极性分子,相对溶解度较低;而甲醇(CH3OH)是一种带有部分极性的分子,相对溶解度较高。
此外,分子量较大的气体相对溶解度也较大。
值得注意的是,气体溶解度的测定通常是在特定温度和压力下进行的。
例如,常温常压条件下的溶解度是指温度为25℃,压力为1 atm时的溶解度。
当温度和压力有所变化时,溶解度也会相应地发生变化。
了解气体溶解度的溶解规律对于各个领域的应用都具有重要意义。
在环境科学中,了解氧气在水中的溶解度可以帮助我们了解水体中氧气含量的变化,从而评估水质。
在化学实验中,也需了解气体在溶液中的溶解度,以确定反应进行的条件和观察实验结果。
在工业上,气体进行溶解后可以用于制备饮料、工业气体等。
总之,气体溶解度的溶解规律受温度、压力和溶质本身性质等因素的影响。
通过了解气体溶解度的溶解规律,我们可以更好地理解溶液中气体的分布和反应过程,从而在科学研究和实际应用中发挥重要作用。
气体溶解度与溶液压力

气体溶解度与溶液压力
气体溶解度是指气体在特定条件下溶解于溶液中的能力,通常用溶
解度逆指数来表示。溶解度逆指数是指单位体积溶液中气体的摩尔数。
实验表明,气体溶解度与溶液压力之间存在着密切的关系,即亨利
定律。亨利定律表明,在一定温度下,气体溶解度与气体分压成正比,
即溶解度逆指数与溶液中气体的分压成正比。
具体而言,亨利定律可以用以下方程来表示:
C = k * P
其中,C表示气体的溶解度,P表示气体的分压,k表示比例常数。
从上述方程可以看出,当分压增加时,气体的溶解度也会相应增加。
这是因为,增加分压会增加气体分子与溶液中溶质分子之间的碰撞频
率和碰撞强度,从而促进气体分子进入溶液中,增加溶解度。
另外,亨利定律还表明气体溶解度与温度和溶剂性质也有关。一般
来说,随着温度的升高,气体的溶解度会降低。这是因为温度升高会
增加溶质分子的平均动能,引起分子运动的加剧,从而减少了气体分
子与溶液分子之间的亲和力。此外,溶剂的性质也会对气体溶解度产
生影响。一些溶剂分子结构上的特殊性质,如极性和氢键的形成能力,
会增加气体分子与溶液分子之间的吸引力,从而增加气体的溶解度。
总之,气体溶解度与溶液压力之间存在着密切的关系,遵循着亨利
定律。增加溶液压力可以增加气体的溶解度,而温度和溶剂的性质也
会对溶解度产生影响。准确了解和掌握气体溶解度与溶液压力之间的
关系,对于理解气体溶解过程以及相关领域的研究与应用具有重要意
义。通过进一步研究和实验,人们可以深入探究气体溶解的机制,并
为相关工业和科学领域的发展提供有价值的参考和指导。
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。
气体溶解度的饱和度计算气体溶解度与温度压强的关系计算

气体溶解度的饱和度计算气体溶解度与温度压强的关系计算气体溶解度是指气体在一定温度和压强下溶解在溶剂中的能力。
溶解度与温度和压强之间存在一定的关系,可以通过一些计算方法来确定。
本文将介绍气体溶解度的饱和度计算以及气体溶解度与温度和压强的关系的计算方法。
饱和度计算是指气体溶解度达到饱和状态的程度。
通常情况下,气体溶解度随着温度的升高而降低,随着压强的升高而增加。
饱和度计算可以通过溶解度公式进行。
在常见的气体溶解度公式中,亨利定律和拉乌和内谢定律广泛应用。
亨利定律表明,溶液中气体的溶解度与气体分压成正比。
具体公式为:C = k·P其中,C为气体溶解度,k为亨利定律常数,P为气体分压。
根据亨利定律,气体溶解度与温度无关。
拉乌和内谢定律则考虑了温度的影响,表明溶液中气体的溶解度与气体分压和温度成正比。
具体公式为:C = k·P·e^(-ΔH/RT)其中,C为气体溶解度,k为拉乌和内谢定律常数,P为气体分压,ΔH为气体溶解过程的焓变,R为气体常数,T为温度。
通过以上的公式,可以计算气体溶解度的饱和度。
假设有一个特定的气体在一定温度和压强下的气体溶解度为C,分压为P,则饱和度计算公式为:饱和度 = (C / C_saturated) × 100%其中,C_saturated为该气体在相同温度和压强下的饱和溶解度。
气体溶解度与温度和压强的关系计算通常需要根据实验数据进行曲线拟合或者使用经验公式。
对于一些特定的气体,在一定温度和压强范围内,溶解度与温度和压强之间存在一定的规律。
在工业与科学研究中,人们常常需要根据这些关系计算气体溶解度,以便进行相关的工艺设计和实验研究。
通过计算溶解度的饱和度以及温度和压强的关系,可以更好地理解气体在溶液中的行为,并为实际应用提供指导。
综上所述,气体溶解度的饱和度计算可以通过亨利定律和拉乌和内谢定律进行。
气体溶解度与温度和压强的关系计算则需要根据实验数据或者经验公式进行。
气体溶解度与亨利定律

气体溶解度与亨利定律气体溶解是指气体分子在液体或固体中的分散过程,其中溶解度是衡量气体在溶剂中溶解程度的重要指标。
溶解度的大小与物理性质、溶剂的性质以及温度和压力等因素密切相关。
亨利定律是描述气体溶解度与压力之间关系的经验定律,对于理解溶解过程及其应用具有重要意义。
一、气体溶解度与压力的关系根据亨利定律的描述,气体溶解度与其分压成正比。
分压是指气体在混合气体中所占的压强比例。
换句话说,溶解度随气体分压的增加而增加。
这与我们平常观察到的现象相符,例如汽水开瓶时会有大量的气泡溢出。
因为开瓶后,气体分子脱离了液体的约束,使得气体分压下降,从而导致溶解度下降。
二、溶解度与溶质和溶剂性质的关系除了压力,气体溶解度还与溶质和溶剂的性质有关。
对于相同的气体,在不同的溶剂中溶解度可能会有很大的差异。
例如,二氧化碳在水中的溶解度比在乙醇中的溶解度高得多。
这是因为溶剂的化学性质和分子结构会影响气体分子与溶剂分子之间的相互作用力,进而影响溶解度的大小。
同样地,不同的气体在同一溶剂中的溶解度也会有所不同。
这主要取决于气体的极性和分子间的相互作用力。
极性较强的气体会更容易与极性溶剂发生相互作用,因此其溶解度较高。
而对于非极性气体,则更容易与非极性溶剂发生相互作用,其溶解度较高。
三、溶解度与温度的关系温度是影响气体溶解度的重要因素之一。
一般来说,温度升高会导致气体溶解度下降。
这是因为温度升高会增加液体或固体分子的热运动速度,从而削弱气体分子与溶剂分子之间的相互作用力。
这使得气体分子更容易从溶液中逸出,溶解度减小。
然而,并非所有气体都符合这一规律。
少数气体,如二氧化碳在水中的溶解度,在温度升高时会增加。
这是因为在高温下,水分子的运动速度增加,促使气体分子更容易进入液相。
因此,气体溶解度与温度之间并没有简单的线性关系,而是受到多种因素的影响。
四、亨利定律在实际应用中的意义亨利定律的提出为许多实际应用提供了理论依据。
例如,汽车冷却系统中使用的冷却液,其溶解了大量的气体。
气体溶解度的影响因素

气体溶解度的影响因素
气体溶解度是指在一定条件下,在溶剂中溶解的气体的量。
气体溶
解度的大小取决于多种因素,以下是其中的一些主要因素。
一、温度
温度是影响气体溶解度的重要因素之一。
一般来说,温度升高会导
致气体溶解度的降低。
这是因为温度升高会增加气体分子的动能,使
其能够逃逸出溶液,从而减少溶解度。
相反,低温会使气体分子的动
能降低,增加其在溶液中的相对稳定性,导致溶解度增加。
二、压力
压力也是影响气体溶解度的重要因素之一。
根据亨利定律,溶解度
与气体分压成正比。
也就是说,当气体分压增加时,溶解度也会增加;当气体分压降低时,溶解度也会降低。
这是因为增加气体分压会增加
气体分子与溶剂分子之间的碰撞频率,从而促进溶解过程。
三、溶剂性质
溶剂的性质也会对气体溶解度产生影响。
一般来说,溶剂越极性,
气体在其中的溶解度越高。
这是因为极性溶剂中有更多的极性分子,
使气体分子更容易与溶剂分子发生相互作用,并溶解于溶剂中。
相反,非极性溶剂中的气体溶解度较低。
四、气体性质
不同气体的溶解度也有差异。
一般来说,易溶于水的气体通常溶解
度较高,而不易溶于水的气体溶解度较低。
这是因为水是一种极性溶剂,而许多气体分子与水分子之间可以形成氢键或其他相互作用,从
而提高溶解度。
综上所述,气体溶解度受到温度、压力、溶剂性质和气体性质的影响。
了解这些影响因素可以帮助我们更好地理解气体在溶液中的行为,并在实际应用中进行调控和控制。
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
气体溶解度溶解度与气体压力的相互关系

气体溶解度溶解度与气体压力的相互关系气体溶解度与气体压力的相互关系气体的溶解度是指单位体积溶液中所含气体的物质量,通常用摩尔溶解度来表示。
气体溶解度的大小与气体的压力密切相关,遵循亨利定律。
本文将探讨气体溶解度与气体压力的相互关系,并进一步探讨影响气体溶解度的其他因素。
亨利定律是描述气体溶解度与气体压力关系的数学表达式。
该定律由英国化学家威廉·亨利于1803年提出,并得到广泛应用。
亨利定律的数学表达式为:C = kP,其中C表示气体的摩尔溶解度,P表示气体的分压,k为亨利常数。
根据亨利定律,气体的摩尔溶解度正比于气体的分压。
根据亨利定律,可以得知当气体分子在溶液中与溶剂分子发生相互作用时,随着气体分压的增加,溶解度也会相应增加。
这是因为气体的分压增加会使气体分子与溶剂分子的碰撞频率增加,从而导致更多的气体分子溶解于溶液中。
而当气体分压减小时,溶解度也会相应减小。
另外,温度也会对气体溶解度的大小产生显著影响。
一般来说,随着温度的升高,气体的溶解度会减小。
这是由于温度的升高会提高溶液中溶剂分子的热运动速率,导致与气体分子的碰撞频率增加,从而使气体分子从溶液中逸出。
相反,如果温度降低,气体的溶解度将增加。
这是因为低温会降低溶剂分子的热运动速率,使气体分子更容易被溶解。
除了压力和温度,其他因素也可以影响气体溶解度。
其中,溶剂的性质是决定溶解度的重要因素之一。
溶剂的极性越大,对极性气体的溶解度越高。
溶剂的极性主要取决于分子中的功能团和原子。
另外,溶液的pH值、盐度、溶液中其他溶质的浓度等因素也会对气体溶解度产生一定影响。
总结起来,气体溶解度与气体压力呈正比,遵循亨利定律。
增加气体的压力会增加溶液中气体的溶解度,而减小气体的压力会减小溶解度。
另外,温度的升高会减小气体的溶解度,而温度的降低则会增加气体的溶解度。
除了压力和温度,溶剂的性质以及溶液的pH值、盐度和其他溶质的浓度等因素也会对气体溶解度产生影响。
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气体的溶解度气体的溶解度大小,首先决定于气体的性质,同时也随着气体的压强和溶剂的温度的不同而变化。
例如,在20℃时,气体的压强为101 kPa,1 L水可以溶解气体的体积是:氨气为702 L,氢气为0.018 19 L,氧气为0.031 02 L。
氨气易溶于水,是因为氨气是极性分子,水也是极性分子,而且氨气分子跟水分子还能形成氢键,发生显著的水合作用,所以,它的溶解度很大;而氢气、氧气是非极性分子,所以在水里的溶解度很小。
当压强一定时,气体的溶解度随着温度的升高而减小。
这一点对气体来说没有例外,因为当温度升高时,气体分子运动速率加大,容易自水面逸出。
当温度一定时,气体的溶解度随着气体的压强的增大而增大。
这是因为当压强增大时,液面上的气体的浓度增大,因此,进入液面的气体分子比从液面逸出的分子多,从而使气体的溶解度变大。
而且,气体的溶解度和该气体的压强(分压)在一定范围内成正比(在气体不跟水发生化学变化的情况下)。
例如,在20℃时,氢气的压强是101 kPa,氢气在1 L水里的溶解度是0.018 19 L;同样在20℃,在2×101 kPa时,氢气在1 L水里的溶解度是0.018 19 L×2=0.036 38 L。
气体的溶解度有两种表示方法,一种是在一定温度下,气体的压强(或称该气体的分压,不包括水蒸气的压强)是101 kPa时,溶解于1体积水里,达到饱和的气体的体积(并需换算成在0 ℃时的体积),即这种气体在水里的溶解度。
另一种气体的溶解度的表示方法是,在一定温度下,该气体在100 g水里,气体的总压强为101 kPa(气体的分压加上当时水蒸气的压强)所溶解的质量,用这种方法表示气体的溶解度就可和教材中固体溶解度的定义统一起来。
气体物质的溶解性和溶解度的关系固体物质的溶解度1.概念在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。
例如,NaCl在20℃的溶解度为36g,表示的意义就是:在20℃时,100g水中溶解36g氯化钠时溶液达到饱和状态。
或者说,在20℃时,100g水最多能溶解36g氯化钠。
2.在理解固体溶解度概念时,要抓住的四个要点①“在一定温度下”:因为每种固体物质的溶解度在一定温度下有一个对应的值,或者说固体物质的溶解度随温度变化而变化。
所以给出某固体物质的溶解度时,必须标明温度。
②“在100g溶剂里”:溶解度的概念中,规定溶剂的质量为100g。
③“饱和状态”:所谓饱和状态,可以理解为在一定温度下,在100g溶剂里,溶质的溶解量的最大值。
④“所溶解的质量”:表明溶解度的单位是“克”。
3.影响溶解度的因素①溶质的性质;②溶剂的性质(见溶解性部分);③温度。
在溶质和溶剂一定的情况下,温度是影响固体溶解度的重要因素。
一般规律如下:大部分固体物质的溶解度随着温度的升高而增大(如硝酸钾);少数固体物质的溶解度受温度变化影响较小(如氯化钠);极少数固体物质的溶解度随着温度的升高而减小(如氢氧化钙)。
4.溶解度的表示方法溶解度随温度变化有两种表示方法:①列表法;②溶解度曲线。
溶解性1.溶解性的大小跟溶质和溶剂的性质、结构有关。
物质在与其结构相似的溶剂中较易溶解,即相似相溶,这是一个经验规律。
如非极性或弱极性分子的溶质,易溶在非极性或弱极性分子的溶剂中,而在极性较强的溶剂中就不易溶解;相反地极性分子或离子化合物的溶质,一般在极性较强的溶剂中易溶而在非极性较溶剂中难溶。
例如:碘单质是非极性分子的物质,它在汽油、四氯化碳、二硫化碳、苯等非极性溶剂中易溶解,在酒精(弱极性分子)溶剂中能溶解,而在极性较强的水溶剂中就不易溶解。
故有机物一般易溶于有机溶剂而难溶于水(无机溶剂),大部分无机物一般易溶于水而难溶于有机溶剂。
2.溶解性的强弱由三方面决定:(1)溶质不同,溶剂相同,溶解性往往不同。
例如:硝酸钡易溶于水而硫酸钡难溶于水。
(2)溶质相同,溶剂不同,溶解性往往也不同。
例如:油脂易溶于汽油等有机溶剂而难溶于水。
(3)溶质、溶剂都相同,温度不同,溶解性也不相同。
例如:在30℃时,100克水中最多溶解硝酸钾50克;而在80℃时,100克水中最多溶解硝酸钾170克。
饱和溶液与不饱和溶液(1)饱和溶液与不饱和溶液是相对而言的。
在一定的条件下可以相互转化:(2) 饱和溶液与不饱和溶液必须指明是什么溶质的。
例如:食盐的饱和溶液还能溶解蔗糖。
对食盐来说溶液是饱和的,但对蔗糖溶液来说未必就是饱和的。
(3)两种同温度不同物质的饱和溶液相混合,会因水的总量增多溶液均变为不饱和。
(4)多数溶质(固体)升高温度可使饱和溶液转化为不饱和溶液,但如氢氧化钙、硫酸钙饱和溶液升高温度,溶解度减小,仍为饱和溶液。
(5)有些物质在一定的温度下,溶液中所含溶质的质量超过该温度下饱和溶液中溶质的质量,但未有晶体析出,这种溶液称为过饱和溶液。
制取过饱和溶液通常是使较高温度下的饱和溶液缓慢降温形成的。
过饱和溶液不够稳定,多数可自动析出晶体。
少数不能自动析出晶体的,经搅拌或摩擦容器壁或投入小颗粒晶体使之析出晶体。
注意不是每一种物质都可以制成过饱和溶液,一般来说溶解度随温度增大的物质容易形成过饱和溶液。
例如:硫代硫酸钠(Na2S2O3)就是一个能形成相当稳定的过饱和溶液的例子。
气体溶解度受压强与温度的影响http://218.63.248.165/RESOURCE/CZ/CZHX/HXBL/HXTS0118/5645_SR.HTM目的:认识压强和温度对气体溶解度的影响。
用品:大针筒、橡皮塞、橡皮管、导管、大试管、烧杯、漏斗、酒精灯。
二氧化碳饱和溶液(或汽水)、浓氨水。
原理:气体的溶解度随压强增大而增大,随压强减小而减小。
将常压下的二氧化碳饱和溶液,设法降低其溶液上面的气体压强,即可观察到有气泡逸出。
①应该用温度计控制水温,注意不要使温度上升过高,以致下一步结晶析出需要的时间过长。
20℃时硝酸钾溶解度为31.6克,那么20℃时10毫升水里最多能溶解3.16克硝酸钾,试管中的3.5克硝酸钾在略高于20℃时能全部溶解,因此,加热时控制水温不要高于30℃,其余以此类推。
气体的溶解度随着温度的升高而减小,将浓氨水微微加热,即能观察到气泡产生。
操作:1.压强对气体溶解度的影响在一支大试管里注入7~8毫升二氧化碳饱和溶液(或汽水),用带有直角导管的单孔橡皮塞塞紧试管口。
把大针筒的活塞推到顶部,然后将针筒前端小嘴与导管相连(如图6-7所示),用力抽拉针筒的活塞,观察发生的现象。
此时试管里的溶液有气泡逸山,好象沸腾一样。
2.温度对气体溶解度的影响向大试管中注入3~4毫升浓氨水,塞上带有导管的橡皮塞,把试管浸入盛有热水的烧杯里,并固定在铁架台上,如图6-8所示。
观察氨水中有大量气泡逸出,用润湿的红色石蕊试纸悬在导管口,试纸立即变蓝色。
以上两实验说明,减小压强、升高温度,都会使气体溶解度减小。
注意事项:在试验压强对气体溶解度的影响时,整套装置一定要保持良好的气密性。
抽气时间不宜过长,待看清楚气泡逸出就应停止抽气。
其它实验方法:打开汽水瓶盖,观察大量二氧化碳气体的气泡从汽水里逸出,说明减小压强,二氧化碳气体在水里溶解度也减小。
也可以将一支盛有二氧化碳饱和溶液的试管加热,试管口塞上带有导管的橡皮塞,导管的另一端插入盛清石灰水的试管里,观察被加热的试管里液体逸出气泡和清石灰水变浑浊。
说明二氧化碳的溶解度随温度升高而减小。
溶解度 2005-5-4 23:14:40 来源:生命经纬在一定条件(温度、压力)下,一定量的溶剂溶解溶质达饱和时,所含溶质的量称为溶解度。
任何一种表示浓度的单位都可用来作为溶解度的单位。
因此,根据工作需要,溶解度可以有各种不同的表示法,通常用一定温度下,100克溶剂形成饱和溶液时所溶解溶质的质量(单位为克)表示。
物质溶解度的大小与很多因素有关,主要决定于溶质和溶剂的本性以及外界的温度和压力。
温度对固体物质溶解度的影响,可以通过实验绘成的溶解度曲线来表示。
大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大。
个别物质如醋酸钙的溶解度,随温度的升高反而减小。
还可看到硫酸钠的溶解度曲线,在32.4℃时出现了一个转折点。
这是因为32.4℃左右时,硫酸钠的存在形式不同。
在32.4℃以下,与饱和溶液呈平衡的固体是含结晶水的硫酸钠Na2SO4·10H2O,随温度升高溶解度增大。
在32.4℃以上,与饱和溶液呈平衡的固体是无水硫酸钠Na2SO4,随温度上升而溶解度减小。
利用在不同温度下物质的溶解度不同这一性质,可以进行物质的提纯以除去其中杂质。
在实际工作中,常将要是纯的物质先加热溶解于适当的溶剂中,使其成为饱和或接近饱和溶液,趁热滤去不溶性杂质,然后将溶液冷却,这时因物质的溶解度减小,势必从溶液中析出结晶,而可溶性杂质由于含量少,远未达到饱和而留在母液中。
最后过滤,使析出的结晶与母液分离而得到较纯物质。
这种操作称为重结晶。
值得注意的是有些物质在温度降低时,溶液中所含溶质的量虽超过了该温度下饱和溶液所含溶质的量,溶质也不析出,这种溶液称为过饱和溶液。
过饱和溶液是不稳定的体系,稍一振荡或投入一小颗粒结晶,多余的溶质立即从溶液中析出而成为饱和溶液。
气体的溶解平衡是指在密闭容器中,溶解在液体中的气体分子与液体上面的气体分子保持平衡。
溶解达平衡时,气体在液体中的浓度就是气体的溶解度。
通常用1体积液体中所能溶解气体的体积表示。
温度升高,气体的溶解度减小。
也可以看出,不同的气体在水中的溶解度相差很大,这与气体及溶剂的本性有关。
H2,O2,N2等气体在水中的溶解度较小,因为这些气体在溶解过程中不与水发生化学反应,称为物理溶解。
而CO2,HCL,NH3等气体在水中的溶解度较大,因为这些气体在溶解过程中与水发生了化学反应,称为化学溶解。
气体在液体中的溶解,除与气体的本性、温度有关外,压力对气体的溶解度的影响也比较大。
压力和分压的单位是帕(或帕斯卡,符号Pa),通常用千帕(符号kPa)表示。
101.325kPa(或101325Pa)相当于过去1atm(1大气压),133.32Pa相当于1mmHg。
一种液体在另一种液体中的溶解有三种情况:第一种是两种液体完全互溶,如乙醇与水、甘油与水等。
第二种是两种液体部分互溶,如乙醚与水等。
第三种是两种液体完全不溶,如苯与水、四氯化碳与水等。
将两种互不混溶的液体放在同一容器中,就会分成两相,密度大的一相的在下层,密度小的一相在上层。
在一定温度下,一种溶质在相互接触的两种互不混溶的溶剂中,溶解达平衡时,溶质在两相中的浓度比是一个常数,这一定律称为分配定律。
可表示如下式:CA/CB=K (1-2)式中CA、CB分别表示溶质在溶剂A、B中的浓度;常数K称为分配系数,它与溶质和溶剂的本性、温度及压力有关。