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溶解度(概念,分壓定律,亨利定律,氣體吸收系數(shù),分配定律)
作者:佚名  文章來(lái)源:醫(yī)學(xué)全在線  點(diǎn)擊數(shù)  更新時(shí)間:2007/9/2 6:36:54  文章錄入:凌林  責(zé)任編輯:凌云

( 關(guān)鍵詞:溶液,溶解度,溶解平衡,重結(jié)晶,分壓定律,亨利定律,氣體吸收系數(shù),分配定律,萃取 )

在一定條件(溫度、壓力)下,一定量的溶劑溶解溶質(zhì)達(dá)飽和時(shí),所含溶質(zhì)的量稱(chēng)為溶解度。任何一種表示濃度的單位都可用來(lái)作為溶解度的單位。因此,根據(jù)工作需要,溶解度可以有各種不同的表示法,通常用一定溫度下,100克溶劑形成飽和溶液時(shí)所溶解溶質(zhì)的質(zhì)量(單位為克)表示。

  物質(zhì)溶解度的大小與很多因素有關(guān),主要決定于溶質(zhì)和溶劑的本性以及外界的溫度和壓力。

  一、 固體在液體中的溶解度

  溫度對(duì)固體物質(zhì)溶解度的影響,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)繪成的溶解度曲線來(lái)表示。圖1-1是幾種固體鹽類(lèi)在水中的溶解度曲線。

圖1-1 溶解度曲線

  從圖1-1中可以看出,大多數(shù)固體物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增大。個(gè)別物質(zhì)如醋酸鈣的溶解度,隨溫度的升高反而減小。還可看到硫酸鈉的溶解度曲線,在32.4℃時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這是因?yàn)?2.4℃左右時(shí),硫酸鈉的存在形式不同。在32.4℃以下,與飽和溶液呈平衡的固體是含結(jié)晶水的硫酸鈉Na2SO4·10H2O,隨溫度升高溶解度增大。在32.4℃以上,與飽和溶液呈平衡的固體是無(wú)水硫酸鈉Na2SO4,隨溫度上升而溶解度減小。

  利用在不同溫度下物質(zhì)的溶解度不同這一性質(zhì),可以進(jìn)行物質(zhì)的提純以除去其中雜質(zhì)。在實(shí)際工作中,常將要是純的物質(zhì)先加熱溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲,使其成為飽和或接近飽和溶液,趁熱濾去不溶性雜質(zhì),然后將溶液冷卻,這時(shí)因物質(zhì)的溶解度減小,勢(shì)必從溶液中析出結(jié)晶,而可溶性雜質(zhì)由于含量少,遠(yuǎn)未達(dá)到飽和而留在母液中。最后過(guò)濾,使析出的結(jié)晶與母液分離而得到較純物質(zhì)。這種操作稱(chēng)為重結(jié)晶。

  值得注意的是有些物質(zhì)在溫度降低時(shí),溶液中所含溶質(zhì)的量雖超過(guò)了該溫度下飽和溶液所含溶質(zhì)的量,溶質(zhì)也不析出,這種溶液稱(chēng)為過(guò)飽和溶液。過(guò)飽和溶液是不穩(wěn)定的體系,稍一振蕩或投入一小顆粒結(jié)晶,多余的溶質(zhì)立即從溶液中析出而成為飽和溶液。醫(yī)學(xué).全在線www.gydjdsj.org.cn

  二、氣體在液體中的溶解度

  氣體的溶解平衡是指在密閉容器中,溶解在液體中的氣體分子與液體上面的氣體分子保持平衡。溶解達(dá)平衡時(shí),氣體在液體中的濃度就是氣體的溶解度。通常用1體積液體中所能溶解氣體的體積表示。表1-1是一些氣體在水中的溶解度。

表1-1 一些氣體在水中的溶解度

溫度/℃ O2 H2 N2 CO2 HCL NH3
0 0.0489 0.0215 0.0235 1.713 507 1176
20 0.0310 0.0182 0.0155 0.878 442 702
30 0.0261 0.0170 0.0134 0.665 413 586(28℃)
35 0.0244 0.0167 0.0126 0.592 —— ——

  從表1-1中可以明顯地看出,溫度升高,氣體的溶解度減小。也可以看出,不同的氣體在水中的溶解度相差很大,這與氣體及溶劑的本性有關(guān)。H2,O2,N2等氣體在水中的溶解度較小,因?yàn)檫@些氣體在溶解過(guò)程中不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),稱(chēng)為物理溶解。而CO2,HCL,NH3等氣體在水中的溶解度較大,因?yàn)檫@些氣體在溶解過(guò)程中與水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),稱(chēng)為化學(xué)溶解。

  氣體在液體中的溶解,除與氣體的本性、溫度有關(guān)外,壓力對(duì)氣體的溶解度的影響也比較大。壓力和分壓的單位是帕(或帕斯卡,符號(hào)Pa),通常用千帕(符號(hào)kPa)表示。101.325kPa(或101325Pa)相當(dāng)于過(guò)去1atm(1大氣壓),133.32Pa相當(dāng)于1mmHg,作為非國(guó)際單位制的atm和mmHg本書(shū)不再使用。

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