Вплив тиску на розчинність речовин

Вплив тиску на розчинність твердих і рідких речовин практично не позначається, тому що обсяг системи при цьому змінюється незначно. Тільки при дуже високих тисках зміна розчинності стає помітним. Так, наприклад, розчинність NH4 NO3 знижується майже вдвічі при підвищенні тиску до 10 6 кПа (тобто приблизно в 10 000 разів більше атмосферного).

Істотний вплив тиск чинить лише на розчинність газів. Причому якщо між газом і розчинником не виникає хімічної взаємодії, то согласнозакона Генрі розчинність газу при постійній температурі прямо пропорційна його тиску над розчином

гдеk- коефіцієнт пропорційності, що залежить від природи рідини і газу; p- тиск газу над розчином.

Закон Генрі справедливий тільки для розбавлених розчинів і в умовах низьких тисків.

Якщо мова йде про розчиненні не одного газоподібної речовини, а суміші, що складається з декількох газів, то согласнозакона Дальтонарастворімость кожного компонента суміші при постійній температурі пропорційна його парціальному тиску над рідиною і не залежить від загального тиску суміші і присутності інших газів.

Парціальний тиск окремого газу в суміші (р1) розраховується за формулою:

де робщ.- загальний тиск газової суміші; Х1- молярна частка газу в суміші.

Якщо газова суміш складається з декількох компонентів, то її загальний тиск визначається сумою парціальних тисків всіх газів, що входять в суміш:

Гази, що вступають у взаємодію з розчинником (наприклад, NH3, SO2, HCl) при розчиненні в Н2О закону Генрі і Дальтона не підкоряються. Їх розчинність також збільшується з підвищенням тиску, але по більш складній залежності.

Зниження тиску газу над розчином веде до зменшення його розчинності і виділенню з рідини у вигляді бульбашок.

Зміною розчинності газу при різкому зниженні тиску обумовлена ​​так звана кесонна хвороба, якої можуть захворіти водолази, які працюють глибоко під водою. У цих умовах вони дихають повітрям, що знаходиться під великим тиском. При цьому розчинність газів в крові сильно збільшується. Якщо після закінчення роботи підніматися на поверхню занадто швидко, то внаслідок різкого зменшення тиску надлишкові гази, розчинені в крові, починають бурхливо виділятися. Утворилися бульбашки закупорюють кровоносні судини, що призводить до порушення кровообігу, численним крововиливів в різних тканинах і органах через розрив капілярів.

Тому підйом на поверхню з великих глибин повинен бути досить довгим і повільним, щоб зайвий газ встигав віддалятися з кровоносної системи через органи дихання.

Аналогічна картина може виникнути і при розгерметизації на великій висоті кабін і салонів літаків, скафандрів військових льотчиків.

Вплив температури на розчинність речовин

Розчинність більшості твердих і рідких речовин при підвищенні температури в тій чи іншій мірі збільшується. Для деяких твердих речовин (особливо якщо при їх розчиненні теплота виділяється) розчинність, навпаки, може знижуватися з підвищенням температури.

Залежність розчинності речовин від температури часто наочно показують за допомогою графіків, які називають кривими розчинності (рис. 20).

Розчинність газів зменшується з підвищенням температури. Тривалим кип'ятінням можна майже повністю видалити розчинені гази з рідини. Насичення ж рідини газом, навпаки, доцільніше проводити при низьких температурах.

Зміною розчинності з температурою часто користуються для очищення речовин шляхом перекристалізації. При охолодженні гарячого насиченого розчину будь-якої солі, забрудненої сторонніми домішками, значна її частина (солі) виділиться у вигляді осаду, а забруднюючі домішки залишаться в розчині, так як останній навіть на холоді по відношенню до них не буде насиченим.

Вплив тиску на розчинність речовин
Вплив тиску на розчинність речовин

Мал. 20. Криві розчинності твердих речовин (1) і газів (2) в залежності від температури

Подібним чином можна очищати лише ті тверді речовини, розчинність яких сильно залежить від температури.

Схожі статті