解决方案
溶解性:在规定的温度下,一种物质在规定的溶剂中所能溶解的最大量称为该物质的溶解度。溶解度取决于溶质和溶剂的性质。它还取决于温度和压强。
溶解度:固体在液体中的溶解度:
并不是所有的固体都能溶于特定的液体。一般来说,溶质溶解在溶剂中,如果两者分子间的相互作用相似。极性溶质溶解在极性溶剂中,非极性溶质溶解在非极性溶剂中。
溶解和结晶:当向溶剂中加入固体溶质时,一些溶质溶解,其浓度在溶液中增加。这个过程叫做溶解。溶液中的一些溶质粒子与固体溶质粒子碰撞而分离出来。这个过程叫做结晶。当两个过程以相同的速率发生时,就达到了一个阶段。在此条件下,进入溶液的溶质粒子数等于分离出的溶质粒子数,达到动态平衡状态。
溶质+溶剂⇄溶液.............(1)
在动态平衡状态下,在给定的温度和压力条件下,溶液中溶质的浓度保持不变。
饱和溶液:在给定的温度和压力下不能再溶解溶质的溶液称为饱和溶液。
不饱和的解决方案:在一定的温度和压力下能溶解更多溶质的溶液称为不饱和溶液。
温度影响:在接近饱和的溶液中,如果溶解过程是吸热的(Δsol >0),溶解度应随着温度的升高而增加。如果溶解过程为放热(Δsol < 0),溶解度应随温度的升高而降低。
压力作用:固体和液体是高度不可压缩的。因此,压力对固体在液体中的溶解度没有任何显著影响。
气体在液体中的溶解度
气体在液体中的溶解度受压力和温度的影响很大。气体在液体中的溶解度随压力的增加而增加。
亨利定律:在恒定温度下,气体在液体中的溶解度与存在于液体或溶液表面以上的气体的分压成正比。亨利定律也被表述为:“气体在蒸汽相中的分压(p)与气体在溶液中的摩尔分数(x)成正比。具体表述如下:
“p = K_H \ X ` .................(2)
这里,K_H是亨利定律常数。
气体在液体中的溶解度随温度的降低而增加。这就是水生动物在冷水中比在温水中感觉更舒服的原因。
以下是亨利定律的一些应用:
- 软饮料的瓶子在高压下密封,以增加CO的溶解度2.
- 潜水员在水下呼吸高压空气时必须处理高浓度的溶解气体。升高的压力增加了大气气体在血液中的溶解度。当潜水员接近水面时,压力逐渐减小。这会释放出溶解的气体,导致血液中形成氮气气泡。气泡堵塞毛细血管,造成一种名为弯曲病的疾病。减压病很痛苦,对生命有危险。为了避免弯曲,也为了避免血液中高浓度氮的毒性作用,潜水员使用的气罐中充满了稀释了氦(11.7% He, 56.2% N和32.1% O)的空气2).
- 在高海拔地区,氧气的分压比地面低。这导致血液和组织中的低氧浓度。血液中的低氧水平会导致登山者变得虚弱,无法清晰地思考。这些都是缺氧的症状。
例子:如果N2气体在293 K的温度下从水中冒出来,有多少毫摩尔的N2气体能溶解在1升水里?假设N2分压为0.987 bar。假设亨利定律对N是常数2在293 K时是76.48 kbar。
答:气体在溶液中的摩尔分数是用亨利定律计算出来的。
“X p = K_H \”
或者,“X (N) = (p (N)) / (K_H) '
或者,“X (N) = (0.987) / (76.48) = 1.29 xx10 ^ (5) '
我们知道1升水含有55.5 mol水。如果n代表n的摩尔数2在溶液中
“X (N) = (N \文本(摩尔))/ (N \文本(摩尔)+ 55.5(摩尔))”
或者,“(n \文本(摩尔))/ (n \文本(摩尔)+ 55.5文本(摩尔))= 1.29 xx10 ^ (5) '
因为n < < 55.5,所以它在分母上的值被忽略了。然后我们有,
”(n \文本(摩尔))/(55.5文本(摩尔))= 1.29 xx10 ^ (5) '
或者,“n \文本(摩尔)= 1.29 xx10 ^ (5) xx55.5text(摩尔)= 7.16 xx10 ^(4)的摩尔
更易= 0.716