необходимо
отметить, что она различна. Некоторые газы очень мало растворимы в воде
(азот, водород), расворимость других газов – очень велика. Значительную
растворимость аммиака в воде можно объяснить его химическим взаимодействием
с водой.
На растворимость газов сильно влияет давление. Зависимость
растворимости газов от давления выражается законами Дж. Генри и Дж.
Дальтона.
1.
. Масса газа, растворяющегося в данном объеме жидкости,
пропорциональна давлению, которое газ производит на жидкость.
По другому, закон Генри можно сформулировать и так:
. Растворимость газа при постоянной температуре прямопропорциональна
его порциальному давлению над раствором.
Х=КР
Здесь Х– молярная доля растворенного вещества в насыщенном растворе. К–
коэффициент пропорциональности (константа Генри), Р– парциальное давление.
2. Объем газа, растворяющегося в данном объеме жидкости не зависит от
давления.
(Например, при 200С и 1атм в 100г воды растворяется 0,17г диоксида
углерода. При увеличении давления в два раза масса растворяющегося газа
тоже увеличивается в два раза и будет равной 0,34г. В тоже время объем
газа не изменяется).
3. При растворении смеси газов растворимость каждой составной части
пропорциональна своему порциальному давлению (той части общего
давления в газовой смеси, которая обусловлена данным газом).
Следует отметить, что эти законы имеют ограничения. Они справедливы только
для сравнительно разбавленных растворов, невысоких давлений и отсутствия
химического взаимодействия между молекулами газа и растворителя. Газы,
вступающие в химическое взаимодействие с водой, этим законам не
подчиняются. Но, в принципе, растворимость газа при нагревании обычно
уменьшается, а с увеличением давления повышается.
в). Растворимость жидкостей в жидкостях.
Интервал растворимости жидкостей в жидких растворителях значительный.
Одни из них смешиваются в любых отношениях (например вода и спирт). Вторые
растворяются друг в друге до определенного предела. (Так, если смешать эфир
с водой, то образуется два слоя: верхний слой представляет собой насыщенный
раствор воды в эфире, а нижний – насыщенный раствор эфира в воде. С
увеличением температуры частичная растворимость двух жидкостей друг в
друге, как правило, возрастает.
3. Присутствие посторонних веществ.
Как правило посторонние вещества своим присутствием в растворе уменьшают
растворимость данного вещества. Уменьшение растворимости вещества в
присутствии солей обычно называют ”высаливанием”. Так же происходит
уменьшение растворимости малорастворимых электролитов, если ввести в их
насыщенный раствор одноименные ионы.
4. На скорость процесса растворения влияют степень диффузии
растворяемого вещества в среду растворителя (необходимо применение
перемешивания) и дисперстность (степень измельчения) твердого
вещества.
11.3. Способы выражения концентраци растворов.
Важной характеристикой любого раствора является относительное
содержание в нем растворенного вещества и растворителя, которое называется
концентрацией. Количественно концентрация может выражаться разными
способами: отношением масс, объемов, числа молей, отношением массы к объему
и, наоборот, числа молей к массе или объему и т.д. Одни способы выражения
концентрации относятся к так называемым весовым способам, а другие –к
объемным. На практике используют более десятка (точнее тринадцать) способов
выражения концентрации.
1. Массовая доля: Nm=m/m+m0 (отношение массы растворенного вещества
“m” к массе раствора, т.е. сумме
масс ве-
щества и растворителя (m0)).
2. Мольная доля: Nn=n/n+n0 (отношение числа молей
растворенного ве-
щества “n” к сумме числа молей
вещества и растворителя).
3. Объемная доля: Nv=v/v+v0 (отношение объема растворенного
вещества
к сумме объемов вещества и
растворителя).
4. Массовый процент: m/m+m0*100, %
(обычно этот способ называют
процентной концентрацией).
5. Мольный процент: n/n+n0*100, %.
6. Объемный процент: v/v+v0*100, %.
7. Массовое отношение: m/m0 (отношение массы вещества к массе
раство-
рителя).
8. Объемное отношение: v/v0 (отношение объема растворенного
вещества
к объему растворителя).
9. Мольное отношение: n/n0 (отношение числа молей
растворенного ве-
щества к числу молей растворителя).
10. Молярная концентрация (или молярность).
Определяется отношением числа молей растворенного вещества к объему
раствора, выраженному в литрах. Физический смысл молярной концентрации
заключается в том, что она указывает на число молей вещества
содержащегося в 1литре его раствора. Обозначают М или См.
11. Нормальная концентрация (или нормальность).
Определяется отношением числа эквивалентов растворенного вещества к
объему раствора, выраженному в литрах. Физический смысл нормальной
концентрации заключается в том, что она указывает на число эквивалентов
растворенного вещества, содержащегося в 1литре раствора. Обозначают Н
или Сн.
12. Моляльная концентрация (моляльность).
Определяется отношением числа молей растворенного вещества к массе
растворителя, выражается в килограммах. Физический смысл заключается в
том, что она показывает, сколько молей вещества растворено в 1кг
(1000г) растворителя. Обозначают m или Сm. Моляльность можно расчитать
по следующей формуле: m=1000*a/Ma*b (где а –масса растворенного
вещества в граммах, Ма –молекулярная масса вещества, b –масса
растворителя).
13. Титр. (Т.) указывает на массу в граммах растворенного вещества,
содержащуюся в одном миллилитре (см3) раствора.
Применение того или иного способа выражения концентрации зависит от
решения конкретных практических задач.
|
