氣體溶解度
在一定溫度和壓強下,氣體在一定量溶劑中溶解的最高量稱為氣體的溶解度。常用定溫下1體積溶劑中所溶解的最多體積數來表示。如20℃時100mL水中能溶解1.82mL氫氣,則表示為1.82mL/100mL水等。氣體的溶解度除與氣體本性、溶劑性質有關外,還與溫度、壓強有關,其溶解度一般隨著溫度升高而減少,由於氣體溶解時體積變化很大,故其溶解度隨壓強增大而顯著增大。關於氣體溶解於液體的溶解度,在1803年英國化學家W.亨利,根據對稀溶液的研究總結出一條定律,稱為亨利定律。
一些氣體在101kPa大氣壓下的溶解度
氣體溶解度之一
在一定溫度和壓強下,氣體在一定量溶劑中溶解的最高量稱為氣體的溶解度。常用定溫下1體積溶劑中所溶解的最多體積數來表示。如20℃時100mL水中能溶解1.82mL氫氣,則表示為1.82mL/100mL水等。氣體的溶解度除與氣體本性、溶劑性質有關外,還與溫度、壓強有關,其溶解度一般隨著溫度升高而減少,由於氣體溶解時體積變化很大,故其溶解度隨壓強增大而顯著增大。關於氣體溶解於液體的溶解度,在1803年英國化學家W.亨利,根據對稀溶液的研究總結出一條定律,稱為亨利定律。
一些氣體在101kPa大氣壓下的溶解度
氣體的溶解度之二
氣體的溶解度大小,首先決定於氣體的性質,同時也隨著氣體的壓強和溶劑的溫度的不同而變化。例如,在20℃時,氣體的壓強為1.013×10^5Pa,一升水可以溶解氣體的體積是:氨氣為702L,氫氣為0.01819L,氧氣為0.03102L。氨氣易溶於水,是因為氨氣是極性分子,水也是極性分子,而且氨氣分子跟水分子還能形成氫鍵,發生顯著的水合作用,所以,它的溶解度很大;而氫氣、氮氣是非極性分子,所以在水裡的溶解度很小。
當壓強一定時,氣體的溶解度隨著溫度的升高而減少。這一點對氣體來說沒有例外,因為當溫度升高時,氣體分子運動速率加快,容易自水面逸出。
當溫度一定時,氣體的溶解度隨著氣體的壓強的增大而增大。這是因為當壓強增大時,液面上的氣體的濃度增大,因此,進入液面的氣體分子比從液面逸出的分子多,從而使氣體的溶解度變大。而且,氣體的溶解度和該氣體的壓強(分壓)在一定範圍內成正比(在氣體不跟水發生化學變化的情況下)。例如,在20℃時,氫氣的壓強是1.013×10^5Pa,氫氣在一升水裡的溶解度是0.01819L;同樣在20℃,在2×1.013×10^5Pa時,氫氣在一升水裡的溶解度是0.01819×2=0.03638L。
氣體的溶解度有兩種表示方法,一種是在一定溫度下,氣體的壓強(或稱該氣體的分壓,不包括水蒸氣的壓強)是1.013×10^5Pa時,溶解於一體積水裡,達到飽和的氣體的體積(並需換算成在0℃時的體積數),即這種氣體在水裡的溶解度。另一種氣體的溶解度的表示方法是,在一定溫度下,該氣體在100g水裡,氣體的總壓強為1.013×10^5Pa(氣體的分壓加上當時水蒸氣的壓強)所溶解的克數。
氣體的溶解度大小,首先決定於氣體的性質,同時也隨著氣體的壓強和溶劑的溫度的不同而變化。例如,在20℃時,氣體的壓強為1.013×10^5Pa,一升水可以溶解氣體的體積是:氨氣為702L,氫氣為0.01819L,氧氣為0.03102L。氨氣易溶於水,是因為氨氣是極性分子,水也是極性分子,而且氨氣分子跟水分子還能形成氫鍵,發生顯著的水合作用,所以,它的溶解度很大;而氫氣、氮氣是非極性分子,所以在水裡的溶解度很小。
當壓強一定時,氣體的溶解度隨著溫度的升高而減少。這一點對氣體來說沒有例外,因為當溫度升高時,氣體分子運動速率加快,容易自水面逸出。
當溫度一定時,氣體的溶解度隨著氣體的壓強的增大而增大。這是因為當壓強增大時,液面上的氣體的濃度增大,因此,進入液面的氣體分子比從液面逸出的分子多,從而使氣體的溶解度變大。而且,氣體的溶解度和該氣體的壓強(分壓)在一定範圍內成正比(在氣體不跟水發生化學變化的情況下)。例如,在20℃時,氫氣的壓強是1.013×10^5Pa,氫氣在一升水裡的溶解度是0.01819L;同樣在20℃,在2×1.013×10^5Pa時,氫氣在一升水裡的溶解度是0.01819×2=0.03638L。
氣體的溶解度有兩種表示方法,一種是在一定溫度下,氣體的壓強(或稱該氣體的分壓,不包括水蒸氣的壓強)是1.013×10^5Pa時,溶解於一體積水裡,達到飽和的氣體的體積(並需換算成在0℃時的體積數),即這種氣體在水裡的溶解度。另一種氣體的溶解度的表示方法是,在一定溫度下,該氣體在100g水裡,氣體的總壓強為1.013×10^5Pa(氣體的分壓加上當時水蒸氣的壓強)所溶解的克數。
常見氣體的溶解度
以下為室溫、常壓下,氣體在水中的溶解度。
極易溶 | 易溶 | 可溶或能溶 | 微溶 | 難溶或不溶 | 與水反應 | |||
氣體 | NH 3 | HX、HCNO、SO 2 | CO2 | Cl 2 | H 2 S | C 2 H 2 | O 2 、H 2 、CO、NO、CH 4 、CH 3 Cl、 C 2 H 6 、C 2 H 4 | F 2SO 2NO 2CO 2 |
溶解度 | 700 | 40 | 1 | 2.26 | 2.6 | \ | \ | \ |
注釋:X表示F、Br、I等元素。HCl在常溫常壓下溶解度為1:500