حلول الغازات في السوائل

بالنسبة لأي محلول، تتأثر قابلية ذوبان الغاز في السائل بالقوى الجذابة بين الجزيئات بين الأنواع المذابة والمذيبات. على عكس المواد المذابة الصلبة والسائلة، لا يوجد تجاذب بين الجزيئات المذابة والذوبان للتغلب عليه عندما يذوب المذاب الغازي في مذيب سائل حيث أن الذرات أو الجزيئات التي يشتمل عليها الغاز منفصلة تماماً عن بعضها البعض وتختبر تفاعلات لا تذكر. وبالتالي، فإن تفاعلات المذيب المذاب هي العامل النشط الوحيد الذي يؤثر على قابلية الذوبان. على سبيل المثال، تكون قابلية ذوبان الأكسجين في الماء أكبر بثلاث مرات تقريباً من ذوبان الهيليوم (توجد قوى تشتت أكبر بين الماء وجزيئات الأكسجين الأكبر) ولكن أقل 100 مرة من قابلية ذوبان الكلور ميثان، CHCl₃ (تختبر جزيئات الكلوروميثان القطبية جاذبية ثنائية القطب لجزيئات الماء القطبية). وبالمثل، لاحظ أن قابلية ذوبان الأكسجين في الهكسان، C₆H₁₄، أكبر بحوالي 20 مرة مما هي عليه في الماء نظراً لوجود قوى تشتت أكبر بين الأكسجين والهكسان الأكبر الجزيئات.

تعد درجة الحرارة عاملاً آخر يؤثر على قابلية الذوبان، حيث تقل قابلية الذوبان في الغاز عادةً مع ارتفاع درجة الحرارة. هذه العلاقة العكسية بين درجة الحرارة وتركيز الغاز المذاب هي المسؤولة عن أحد التأثيرات الرئيسية للتلوث الحراري في المياه الطبيعية.

تتأثر قابلية الذوبان الغازي أيضًا بالضغط الجزئي للمذاب في الغاز الذي يتعرض له المحلول. تزداد قابلية الذوبان في الغاز مع زيادة ضغط الغاز.

بالنسبة للعديد من المواد المذابة الغازية، العلاقة بين الذوبان، و S،و _الغاز، والضغط الجزئي،P_غاز، هي علاقة نسبية:

حيث k_H هو ثابت التناسب الذي يعتمد على هويات المذاب الغازي والمذيب وعلى درجة حرارة المحلول. هذا بيان رياضي لقانون هنري’: كمية الغاز المثالي الذي يذوب في حجم محدد من السائل تتناسب طردياً مع ضغط الغاز.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 11.3: Solubility.