Πώς επηρεάζει τη θερμοκρασία διαλυμάτων αερίου;

Η θερμοκρασία έχει σημαντικό αντίκτυπο στη διαλυτότητα των διαλυμάτων αερίου σε υγρά. Εδώ είναι μια κατανομή:

Γενική αρχή:

* Αντίστροφη σχέση: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η διαλυτότητα των περισσότερων αερίων σε υγρά μειώνεται. Αυτό συχνά αναφέρεται ως νόμος του Henry .

Επεξήγηση:

1. Κινητική ενέργεια: Όταν θερμαίνετε ένα υγρό, τα μόρια κερδίζουν κινητική ενέργεια και κινούνται ταχύτερα. Αυτή η αυξημένη κίνηση διαταράσσει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων αερίου και των υγρών μορίων, διευκολύνοντας τα μόρια αερίου να ξεφύγουν από το διάλυμα.

2. Πίεση ατμών: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η πίεση ατμών του αερίου πάνω από το υγρό αυξάνεται. Αυτό σημαίνει ότι περισσότερα μόρια αερίου βρίσκονται στην αέρια φάση, καθιστώντας λιγότερο πιθανό να διαλυθούν πίσω στο υγρό.

Εξαιρέσεις:

Ενώ η γενική αρχή ισχύει για τα περισσότερα αέρια, υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις:

* Αέρια που αντιδρούν με τον διαλύτη: Ορισμένα αέρια, όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), μπορούν να αντιδράσουν με τον διαλύτη για να σχηματίσουν διαλυμένα είδη (όπως το ανθρακικό οξύ). Σε αυτές τις περιπτώσεις, η διαλυτότητα του αερίου μπορεί πραγματικά να αυξηθεί με τη θερμοκρασία λόγω της αντίδρασης.

* Αέρια με υψηλά μοριακά βάρη: Τα αέρια με πολύ υψηλά μοριακά βάρη (όπως μερικά ευγενή αέρια) μπορούν να παρουσιάσουν αύξηση της διαλυτότητας με θερμοκρασία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.

Παραδείγματα:

* σόδα: Εάν αφήσετε ένα μπουκάλι σόδα ανοιχτό σε θερμοκρασία δωματίου, πηγαίνει επίπεδη επειδή το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα διαφεύγει.

* ψάρια σε ζεστό νερό: Τα ψάρια δυσκολεύονται να επιβιώσουν σε ζεστό νερό επειδή η διαλυτότητα οξυγόνου στο νερό μειώνεται, οδηγώντας σε χαμηλότερα επίπεδα οξυγόνου που διατίθενται για αναπνοή.

* Νερό βρασμού: Όταν το νερό βράζει, τα διαλυμένα αέρια (όπως το οξυγόνο και το άζωτο) διαφεύγουν από το διάλυμα.

Πρακτικές συνέπειες:

* Περιβαλλοντικές επιπτώσεις: Οι αυξημένες θερμοκρασίες νερού από την αλλαγή του κλίματος μπορούν να οδηγήσουν σε μειωμένα επίπεδα οξυγόνου στις λίμνες και τους ωκεανούς, επηρεάζοντας την υδρόβια ζωή.

* Βιομηχανικές διαδικασίες: Ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι κρίσιμος για τις βιομηχανίες που βασίζονται στη διαλυτότητα αερίου, όπως η παραγωγή ανθρακούχων ποτών, η χημική επεξεργασία και η επεξεργασία νερού.

Βασικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:

* Η διαλυτότητα των περισσότερων αερίων μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

* Αυτή η σχέση εξηγείται από την αυξημένη κινητική ενέργεια των μορίων και την υψηλότερη πίεση ατμών των αερίων σε αυξημένες θερμοκρασίες.

* Υπάρχουν εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα, ειδικά όταν τα αέρια αντιδρούν με τον διαλύτη ή έχουν υψηλά μοριακά βάρη.