Растворение газов в жидкости (законы Генри и Сеченова)

Особенности растворение газов:

1. а) В отличие от твердых тел, здесь растворяемое вещество тоже (как и растворитель) является летучим, поэтому можно рассматривать фазовое равновесие в системе раствор — газ над раствором.

б) Для идеального раствора к этому равновесию тоже примен и м закон Рауля, который в данном случае следует записать так:

Следовательно, давление газа над раствором (как и любого летучего компонента раствора) пропорционально молярной доле газа в растворе. Здесь — предел, к которому стремится давление газа над раствором при X ₂ → 1.

в) Однако для реальных систем вместо пишут эмпирическую константу Генри:

2. а) Нередко это соотношение рассматривают в обратную сторону:

б) Перейдем к молярной концентрации:

Тогда получаем:

где K _p— константа растворимости, которую можно представить в виде:

в) Тем самым выведен закон Генри: концентрация растворенного в жидкости газа пропорциональна парциальному давлению этого газа над раствором.

3. Уточним природу константы растворимости. (Сейчас она определена лишь
через другую эмпирическую константу — K _г.)

а) Запишем условие равенства химических потенциалов газа в растворе и над ним:

в котором — химический потенциал растворенного газа при его единичной молярной концентрации, а — потенциал газа над раствором при его единичном парциальном давлении.

б) Обозначим:

Тогда находим:

в) Отсюда следует температурная зависимость K _p — такая же, как для константы равновесия химической реакции (п. 5.9):

г) Если (растворение газа — экзотермический процесс), то с ростом температурыK _p уменьшается, и растворимость газа снижается.
Данное явление весьма характерно для газов.

4. На растворимость газов влияют и соли, присутствующие в растворе. Это
устанавливается эмпирическим законом Сеченова:

Дата добавления: 2015-07-15