气体溶解度

气体的溶解度
气体的溶解度大小，首先决定于气体的性质，同时也随着气体的压强和溶剂的温度的不同而变化。

例如，在20℃时，气体的压强为101 kPa，1 L水可以溶解气体的体积是：氨气为702 L，氢气为0.018 19 L，氧气为0.031 02 L。

氨气易溶于水，是因为氨气是极性分子，水也是极性分子，而且氨气分子跟水分子还能形成氢键，发生显著的水合作用，所以，它的溶解度很大；而氢气、氧气是非极性分子，所以在水里的溶解度很小。

当压强一定时，气体的溶解度随着温度的升高而减小。

这一点对气体来说没有例外，因为当温度升高时，气体分子运动速率加大，容易自水面逸出。

当温度一定时，气体的溶解度随着气体的压强的增大而增大。

这是因为当压强增大时，液面上的气体的浓度增大，因此，进入液面的气体分子比从液面逸出的分子多，从而使气体的溶解度变大。

而且，气体的溶解度和该气体的压强(分压)在一定范围内成正比(在气体不跟水发生化学变化的情况下)。

例如，在20℃时，氢气的压强是101 kPa，氢气在1 L水里的溶解度是0.018 19 L；同样在20℃，在2×101 kPa时，氢气在1 L水里的溶解度是0.018 19 L×2＝0.036 38 L。

气体的溶解度有两种表示方法，一种是在一定温度下，气体的压强(或称该气体的分压，不包括水蒸气的压强)是101 kPa时，溶解于1体积水里，达到饱和的气体的体积(并需换算成在0 ℃时的体积)，即这种气体在水里的溶解度。

另一种气体的溶解度的表示方法是，在一定温度下，该气体在100 g水里，气体的总压强为101 kＰa(气体的分压加上当时水蒸气的压强)所溶解的质量，用这种方法表示气体的溶解度就可和教材中固体溶解度的定义统一起来。

气体物质的溶解性和溶解度的关系
固体物质的溶解度
1．概念在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

如果不指明溶剂，通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。

例如，NaCl在20℃的溶解度为36g，表示的意义就是：在20℃时，100ｇ水中溶解36g氯化钠时溶液达到饱和状态。

或者说，在20℃时，100g水最多能溶解36g氯化钠。

2．在理解固体溶解度概念时，要抓住的四个要点①“在一定温度下”：因为每种固体物质的溶解度在一定温度下有一个对应的值，或者说固体物质的溶解度随温度变化而变化。

所以给出某固体物质的溶解度时，必须标明温度。

②“在100g溶剂里”：溶解度的概念中，规定溶剂的质量为100g。

③“饱和状态”：所谓饱和状态，可以理解为在一定温度下，在100g溶剂里，溶质的溶解量的最大值。

④“所溶解的质量”：表明溶解度的单位是“克”。

3．影响溶解度的因素①溶质的性质；②溶剂的性质（见溶解性部分）；③温度。

在溶质和溶剂一定的情况下，温度是影响固体溶解度的重要因素。

一般规律如下：大部分固体物质的溶解度随着温度的升高而增大（如硝酸钾）；少数固体物质的溶解度受温度变化影响较小（如氯化钠）；极少数固体物质的溶解度随着温度的升高而减小（如氢氧化钙）。

4．溶解度的表示方法溶解度随温度变化有两种表示方法：①列表法；②溶解度曲线。

溶解性
1．溶解性的大小跟溶质和溶剂的性质、结构有关。

物质在与其结构相似的溶剂中较易溶解，即相似相溶，这是一个经验规律。

如非极性或弱极性分子的溶质，易溶在非极性或弱极性分子的溶剂中，而在极性较强的溶剂中就不易溶解；相反地极性分子或离子化合物的溶质，一般在极性较强的溶剂中易溶而在非极性较溶剂中难溶。

例如：碘单质是非极性分子的物质，它在汽油、四氯化碳、二硫化碳、苯等非极性溶剂中易溶解，在酒精（弱极性分子）溶剂中能溶解，而在极性较强的水溶剂中就不易溶解。

故有机物一般易溶于有机溶剂而难溶于水（无机溶剂），大部分无机物一般易溶于水而难溶于有机溶剂。

2．溶解性的强弱由三方面决定：
（1）溶质不同，溶剂相同，溶解性往往不同。

例如：硝酸钡易溶于水而硫酸钡难溶于水。

（2）溶质相同，溶剂不同，溶解性往往也不同。

例如：油脂易溶于汽油等有机溶剂而难溶于水。

（3）溶质、溶剂都相同，温度不同，溶解性也不相同。

例如：在30℃时，100克水中最多溶解硝酸钾50克；而在80℃时，100克水中最多溶解硝酸钾170克。

饱和溶液与不饱和溶液
(1)饱和溶液与不饱和溶液是相对而言的。

在一定的条件下可以相互转化：
(2) 饱和溶液与不饱和溶液必须指明是什么溶质的。

例如：食盐的饱和溶液还能溶解蔗糖。

对食盐来说溶液是饱和的，但对蔗糖溶液来说未必就是饱和的。

(3)两种同温度不同物质的饱和溶液相混合，会因水的总量增多溶液均变为不饱和。

(4)多数溶质（固体）升高温度可使饱和溶液转化为不饱和溶液，但如氢氧化钙、硫酸钙饱和溶液升高温度，溶解度减小，仍为饱和溶液。

(5)有些物质在一定的温度下，溶液中所含溶质的质量超过该温度下饱和溶液中溶质的质量，但未有晶体析出，这种溶液称为过饱和溶液。

制取过饱和溶液通常是使较高温度下的饱和溶液缓慢降温形成的。

过饱和溶液不够稳定，多数可自动析出晶体。

少数不能自动析出晶体的，经搅拌或摩擦容器壁或投入小颗粒晶体使之析出晶体。

注意不是每一种物质都可以制成过饱和溶液，一般来说溶解度
随温度增大的物质容易形成过饱和溶液。

例如：硫代硫酸钠(Na
2S
2
O
3
)就是一个能
形成相当稳定的过饱和溶液的例子。

气体溶解度受压强与温度的影响
http://218.63.248.165/RESOURCE/CZ/CZHX/HXBL/HXTS0118/5645_SR.HTM
目的：认识压强和温度对气体溶解度的影响。

用品：大针筒、橡皮塞、橡皮管、导管、大试管、烧杯、漏斗、酒精灯。

二氧化碳饱和溶液（或汽水）、浓氨水。

原理：气体的溶解度随压强增大而增大，随压强减小而减小。

将常压下的二氧化碳饱和溶液，设法降低其溶液上面的气体压强，即可观察到有气泡逸出。

①应该用温度计控制水温，注意不要使温度上升过高，以致下一步结晶析出需要的时间过长。

20℃时硝酸钾溶解度为31.6克，那么20℃时10毫升水里最多能溶解3.16克硝酸钾，试管中的3.5克硝酸钾在略高于20℃时能全部溶解，因此，加热时控制水温不要高于30℃，其余以此类推。

气体的溶解度随着温度的升高而减小，将浓氨水微微加热，即能观察到气泡产生。

操作：
1.压强对气体溶解度的影响在一支大试管里注入7～8毫升二氧化碳饱和溶液（或汽水），用带有直角导管的单孔橡皮塞塞紧试管口。

把大针筒的活塞推到顶部，然后将针筒前端小嘴与导管相连（如图6-7所示），用力抽拉针筒的活塞，观察发生的现象。

此时试管里的溶液有气泡逸山，好象沸腾一样。

2.温度对气体溶解度的影响向大试管中注入3～4毫升浓氨水，塞上带有导管的橡皮塞，把试管浸入盛有热水的烧杯里，并固定在铁架台上，
如图6-8所示。

观察氨水中有大量气泡逸出，用润湿的红色石蕊试纸悬在
导管口，试纸立即变蓝色。

以上两实验说明，减小压强、升高温度，都会使气体溶解度减小。

注意事项：在试验压强对气体溶解度的影响时，整套装置一定要保持良好的气密性。

抽气时间不宜过长，待看清楚气泡逸出就应停止抽气。

其它实验方法：打开汽水瓶盖，观察大量二氧化碳气体的气泡从汽水里逸出，说明减小压强，二氧化碳气体在水里溶解度也减小。

也可以将一
支盛有二氧化碳饱和溶液的试管加热，试管口塞上带有导管的橡皮塞，导
管的另一端插入盛清石灰水的试管里，观察被加热的试管里液体逸出气泡
和清石灰水变浑浊。

说明二氧化碳的溶解度随温度升高而减小。

溶解度
2005-5-4 23:14:40 来源：生命经纬
在一定条件（温度、压力）下，一定量的溶剂溶解溶质达饱和时，所含溶质的量称为溶解度。

任何一种表示浓度的单位都可用来作为溶解度的单位。

因此，根据工作需要，溶解度可以有各种不同的表示法，通常用一定温度下，100克溶剂形成饱和溶液时所溶解溶质的质量（单位为克）表示。

物质溶解度的大小与很多因素有关，主要决定于溶质和溶剂的本性以及外界的温度和压力。

温度对固体物质溶解度的影响，可以通过实验绘成的溶解度曲线来表示。

大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大。

个别物质如醋酸钙的溶解度，随温度的升高反而减小。

还可看到硫酸钠的溶解度曲线，在32.4℃时出现了一个转折点。

这是因为32.4℃左右时，硫酸钠的存在形式不同。

在32.4℃以下，与饱和溶液呈平衡的固体是含结晶水的硫酸钠
Na2SO4·10H2O,随温度升高溶解度增大。

在32.4℃以上，与饱和溶液呈平衡的固体是无水硫酸钠Na2SO4，随温度上升而溶解度减小。

利用在不同温度下物质的溶解度不同这一性质，可以进行物质的提纯以除去其中杂质。

在实际工作中，常将要是纯的物质先加热溶解于适当的溶剂中，使其成为饱和或接近饱和溶液，趁热滤去不溶性杂质，然后将溶液冷却，这时因物质的溶解度减小，势必从溶液中析出结晶，而可溶性杂质由于含量少，远未达到饱和而留在母液中。

最后过滤，使析出的结晶与母液分离而得到较纯物质。

这种操作称为重结晶。

值得注意的是有些物质在温度降低时，溶液中所含溶质的量虽超过了该温度下饱和溶液所含
溶质的量，溶质也不析出，这种溶液称为过饱和溶液。

过饱和溶液是不稳定的体系，稍一振荡或投入一小颗粒结晶，多余的溶质立即从溶液中析出而成为饱和溶液。

气体的溶解平衡是指在密闭容器中，溶解在液体中的气体分子与液体上面的气体分子保持平衡。

溶解达平衡时，气体在液体中的浓度就是气体的溶解度。

通常用1体积液体中所能溶解气体的体积表示。

温度升高，气体的溶解度减小。

也可以看出，不同的气体在水中的溶解度相差很大，这与气体及溶剂的本性有关。

H2，O2，N2等气体在水中的溶解度较小，因为这些气体在溶解过程中不与水发生化学反应，称为物理溶解。

而CO2，HCL，NH3等气体在水中的溶解度较大，因为这些气体在溶解过程中与水发生了化学反应，称为化学溶解。

气体在液体中的溶解，除与气体的本性、温度有关外，压力对气体的溶解度的影响也比较大。

压力和分压的单位是帕（或帕斯卡，符号Pa），通常用千帕（符号kPa）表示。

101.325kPa(或101325Pa)相当于过去1atm（1大气压），133.32Pa相当于1mmHg。

一种液体在另一种液体中的溶解有三种情况：第一种是两种液体完全互溶，如乙醇与水、甘油与水等。

第二种是两种液体部分互溶，如乙醚与水等。

第三种是两种液体完全不溶，如苯与水、四氯化碳与水等。

将两种互不混溶的液体放在同一容器中，就会分成两相，密度大的一相的在下层，密度小的一相在上层。

在一定温度下，一种溶质在相互接触的两种互不混溶的溶剂中，溶解达平衡时，溶质在两相中的浓度比是一个常数，这一定律称为分配定律。

可表示如下式：
CA/CB=K (1-2)
式中CA、CB分别表示溶质在溶剂A、B中的浓度；常数K称为分配系数，它与溶质和溶剂的本性、温度及压力有关。

根据分配定律的原理，利用同一溶质在互不混溶的两种溶剂中溶解度的差别，可以选取适当溶剂，从另一溶液中将溶质提取出来。

这个过程称为萃取。

萃取是一种有效的提纯、分离技术。

为了充分使用一定量的萃取剂以提高萃取效率，采取每次少量，多次萃取的方法，要比一次用完萃取的效果好得多。

反复多次萃取，萃取就可接近完全。