РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ И ТВЁРДЫХ ВЕЩЕСТВ В ЖИДКОСТЯХ

Рассмотрим растворимость газов и твердых веществ в жидкостях в случае образования идеальных растворов.

1). Растворимость твердых веществ (например, солей) в жидкостях. Растворение при постоянной температуре происходит до тех пор, пока не образуется насыщенный раствор (когда кристаллы твердого вещества присутствуют в растворе, однако количество растворившегося вещества и перешедшего в твердую фазу за единицу времени одинаково). Устанавливается равновесие “твердый компонент – насыщенный раствор”, при котором

, (20)

где m₂ — химический потенциал вещества в растворе и в кристаллической фазе.

Можно показать, что при образовании идеального раствора

, (21)

где x₂ — мольная доля растворенного вещества в насыщенном растворе, D_плН₂ — энтальпия плавления этого вещества. Уравнение (5.21) было впервые выведено русским физико-химиком И.Ф. Шредером и с тех пор носит его имя как уравнение Шредера.

Уравнение (5.21) можно преобразовать:

, (22)

где Т_пл.2 — температура плавления чистого кристаллического вещества.

Из уравнений (21) и (22) следует, что

— чем выше температура, тем больше растворимость твердых веществ в жидкостях, так как D_плН₂ > 0;

— чем выше температура плавления и теплота плавления твердых веществ, тем меньше их растворимость в жидкостях.

Растворимость твердых тел в жидкостях зависит также от давления и эту зависимость надо учитывать, особенно в геологии, где имеют дело с сотнями и тысячами атмосфер. Для идеальных растворов эта зависимость определяется уравнением Планка-Ван-Лаара: