 |
|
Влияние природы газов и жидкостей на растворимость
При изучении закономерностей растворения газов в жидкостях можно пользоваться эмпирическим правилом: "Подобное лучше растворяется в подобном".
Неорганические полярные газы (CO, СО2, SO2, NH3, HCl и др.) лучше растворяются в воде, а углеводородные газы (С2Н6, С3Н8 и др.) в углеводородах и нефти.
Природа газа значительно влияет на его растворимость в одной и той же жидкости. Например, гелий практически нерастворим в воде, тогда как аммиак растворим в воде очень хорошо, как показано в таблице 2.
Таблица 3 - Коэффициент растворимости некоторых
газов в воде при стандартных условиях
| Газ | Коэффициент растворимости (a),г/л |
| NH3 | |
| HCl | |
| SO2 | |
| CO2 | 1,7 |
| O2 | 0,05 |
| N2 | 0,024 |
| He | 0,009 |
Природа растворителя также сильно влияет на растворимость газов.. Растворимость кислорода в пропиловом спирте в 10 раз выше, по сравнению с водой ( табл. 4)
Таблица 4 - Коэффициент растворимости кислорода
в различных растворителях при 293 К
| Растворитель | Коэффициент растворимости, a |
| Вода | 0,028 |
| Этанол | 0,144 |
| Пропанол | 0,208 |
Растворимость газов зависит от свойств растворителя. Например, растворимость азота в ацетоне и этаноле почти в 10 раз превышает его растворимость в воде, а в толуоле его растворимость в 8 раз выше, чем в воде.
Растворы газов в жидкости (в случае хемосорбции)могут иметь положительные и отрицательные отклонения от свойств идеальных растворов, как показано на рисунках 5-6.
 |
1.
Рис. 5 - Зависимость растворимости газов в жидкости
от давления: 1 – идеальный раствор (HBr в С6Н6);
2 – отрицательное отклонение (С3Н8 в н-С6Н14);
3 – положительные отклонения (Н2 в Н2О)
  |
Рис. 6 - Зависимость растворимости газов в жидкости от
давления: 1 – идеальный раствор (О2 в Н2О);
2 – положительные отклонения (H2S в анилине)
Из анализа зависимостей, приведённых на рисунке 5, следует, что газы, молекулы которых слабо взаимодействуютс молекулами растворителя (кривая 3) в растворах показывают положительные отклонения от идеального раствора и, наоборот (кривая 2). Из анализа зависимостей рисунка 6 видно, что количество растворённого кислорода в воде подчиняется закону Генри, а растворимость сероводорода в анилине имеет положительные отклонения.
Закон Генри справедлив для разбавленных растворов слабо взаимодействующих молекул газов с растворителем в широком интервале давлений. Для умеренно взаимодействующих молекул газов, таких как кислород или водород в воде, постоянное значение константы Генри выдерживается только для повышенных температур и пониженной концентрации газа в растворе.
Таким образом, теория идеальных растворов позволяет выявлять сущность основных законов и явлений при растворении газов и на её основе выявлять различного типа отклонения свойств реальных растворов от свойств идеальных растворов.