1.Факторы, влияющие на растворимость газов. В предельно разбавленных растворах растворимость газов пропорциональна их парциальному давлению над раствором -з-н Генри).

В изолированном сосуде с газом и жидкостью при Р,Т=сonst устанавливается равновесное Р над жид. – динамическое. Для сравнительно невысоких Р, в отсутствии хим. Взаимодейств газа с жидкостью, количество раствор в жидкости газа прямо пропорционально Р.( з-н Генри). Зависимость для ид раствора:

Аналитический з-н Генри

q = k Pr , q-кол-во моль газа, ратворённого в чистой жидкости в 1 дм³ (q=m/V)

Pr- давление газа

k- константа Генри – мера растворимости газа в жидкости.

Для идеальных растворов со сравнимыми давлениями насыщ пара:

X₂=kP₂ , X₂ – мольная доля растворенного газа

При X₂ –1, k= I/P₂⁰ , P₂⁰ – давления пара над чистой жидкостью

P₂= P₂⁰ X₂

Если свойства 2-го компонента в растворе не идеальны, то используем летучесть:

F₂ = f₂⁰ X₂

Закон Генри-Дальтона :

Коэффициент ( =V₂/V, V₂,V – скорости газа и раствора – коэффициент растворимости) не зависит от Р. Если над жидкостью находится смесь газов, то количество растворенного в ж газа будет прямо пропорционально Р газового компонента в смеси.

q = k_iP_i

1. природа растворённого газа и растворителя

2. давление газа

3. Т

4. присутствие др. вещ-в ( особенно электролитов)

Растворимость газов в жидкостях подчиняется правилу «подобное растворяется в подобном»

↑раст-ть газов при химическом взаимодействии раст-мого газа с раст-лем.

↓ раст-ть неполярных газов (Не, Ne, H2) в полярной воде из-за ↑ крит. Т этих газов.

- Зависимость растворимости газа от температуры.

При низких давлениях раст-ть газов с ↑ Т обычно ↓. При высоких давлениях раст-ть газов с ↑ Т может и ↑.

Зависимость:

-изм-ие энтальпии перехода 1 моль газа в сост-ие насыщенного раствора

При низких Т раст-ть газов в жид. ↓ с ↑ Т.

При высоких Т раст-ть газов в жид. ↑ с ↑ Т.

раст-ть газа минимальна.В небольшом температурном интервале ∆НS практически постоянна → ln x2 ~ 1/T(линейная зависимость).

- Зависимость растворимости газа от давления.

В предельно разбавленных растворах растворимость газов пропорциональна их парциальному давлению над раствором(p2 = K2*N2-з-н Генри)

- В присутствии электролита раст-ть газов в ж. ↓,( lg(x0/x)=kc), где x0 – раст-ть в воде, x – раст-ть в электролите. Т.к. ионы притягивают молекулы воды и не притягивают непол.молекулы газов → фугитивность↑.

-↓ растворимости газов в присутствии солей – высаливание. Высаливающее действие↑с↑заряда,↓с↑радиуса иона.

2.Зависимость растворимости газа от температуры.

При низких давлениях раст-ть газов с ↑ Т обычно ↓. При высоких давлениях раст-ть газов с ↑ Т может и ↑.

Зависимость:

-изм-ие энтальпии перехода 1 моль газа в сост-ие насыщенного раствора

При низких Т раст-ть газов в жид. ↓ с ↑ Т.

При высоких Т раст-ть газов в жид. ↑ с ↑ Т.

раст-ть газа минимальна.В небольшом температурном интервале ∆Н_S практически постоянна → ln x₂ ~ 1/T(линейная зависимость).

В процессе растворения г в ж можно выделить стадии:

• Соударения молекул газа с поверхностью жидкости

• Взаимодействие молекул газа с полиэдрами ж и их разрушение

• Координац молекул г с молекулами ж с образованием разнородных по составу и строению полиэдров

• Диффузия полиэдров в объеме или эстафетная передача молекул г от полиэдра к полиэдру

Первые 2 стадии требуют затраты энергии. Поэтому при обычных Р растворение г в ж является экзотермическим процессом и в соответствии с правилом Ле Шателье – Брауна, с увеличением Т кол-во растворенного г в ж уменьшается.

Пусть система г-ж при Р,Т=сonst наход в равновесии

_г²= _ж²

Химич-кий потенц. для газ-вой фазы зависит от Т, а для р-ра от Т и х2(мольная доля его в р-ре).Дифференцируем по ним, получаем

((d_г²)/dT)_p,x1,x2* dT + ((d_г²)/dx2)_p,x1,T *dx2 = ((d_ж²)/dT)_p,x1,x2

Химич-кий потенциал газа в р-ре рассчит-ся так

_г²= _ж² + RT ln x2

Производная ((d_г²)/dx2)p,x1,T = RT/ x2

Производная по Т

((d_ж²)/dT)_p,x1,x2 = -S_ж²

((d_г²)/dT)_p,x1,x2 = -S_г² , где S_ж² ,S_г² - парциальные мольные энтропии г над ж в растворе

-S_г² + RT/ x2((dx2)/dT)_р = - S_ж²

((dx2)/dT)p = ((S_г²-S_ж² )/RT)*x2

По 2 з-ну термодинамики раз-стьэнтропий для обратимого процесса растворения газа в жидкости будет равна теплоте его растворения,деленной на температуру.

H²_p/T = (S_г²-S_ж² )

Подставим и получим

_{Для процесса растворения газа в жидкости при обычных условиях} H²_p < 0 ,поэтому

^{< 0 и} с повышением Т растворимость газа в жидкости уменьшается.