Hvordan temperatur påvirker løseligheten av gasser i vann?

Hvordan temperatur påvirker løseligheten av gasser i vann?


En av de første naturfagtimene skolebarn lærer er de tre stadier av saken: fast, flytende og gass. Ikke bare denne leksjonen bli snudd av en fjerde etappen av saken, plasma, som forekommer i astronomi og høy energi fysikk, men både faste stoffer og gasser kan bli suspendert i flytende vann. Mengden av gass som kan holdes i en løsning av vann avhenger av de kjemiske egenskaper av den gass, mengden av omgivende trykk og temperatur av vannet.

Kaldere vann inneholder mer gass

Alle gasser følger mønsteret at de er mer oppløselige i kaldt vann. For eksempel kan 1 kg vann holde opp til 0,03 g av nitrogengass ved 0 ° C (forutsatt en atmosfære av trykk). Imidlertid, på 60 grader Celsius den maksimale mengden av suspendert nitrogen synker til 0,01 g. Andre gasser, som helium, men kan være mindre oppløselige. I et kilo vann, kan bare 0,0017 g av helium suspenderes i vann ved 0 grader Celsius, og ved 60 grader Celsius denne synker ned til 0,0013 g.

Hvorfor Kaldere vann inneholder mer gass

Grunnen til at lavere temperaturer er nødvendige for oppløselighet gass, er at temperaturen er en måling av entropien eller lidelse forårsaket av den kinetiske energi til de flytende og gassmolekyler. Med lav entropi, kan gassene dannes svake molekylære bindinger med vannmolekylene. Etter hvert som temperaturen øker, er disse bindinger er for svak til å overvinne den bevegelse av molekylene. Som et resultat, når temperaturen øker gassmolekylene heve til overflaten og slippes ut i atmosfæren.

Eksempler på Gas Løselighet

Det er lett å visualisere forholdet mellom gass løselighet og vanntemperatur ved å knytte det til virkelige verden programmer. Et vanlig eksempel er en forskjell i smak i brus ved forskjellige temperaturer. Når brus blir varm, har det mindre karbondioksid, forårsaker brus å bruse og smake flat. Et annet eksempel er at fisken tilpasse seg visse temperaturområder fordi varmt vann har mindre oksygen. Hvis en vannmasse plutselig øker i temperatur, kan det føre til at fisken å dø fordi det er mindre oksygen for dem å puste.

Solid Løsemidler og vanntemperatur

En årsak til forvirring om hvordan temperaturen påvirker løseligheten er at regelen er reversert for solide løsemidler i vann. Når vanntemperaturen øker, løseligheten av fast materiale øker. Dette er fordi den økte entropi bryter fra hverandre de molekylære bindinger som holder faststoff sammen, slik at den oppløses i en oppløsning. Dette er grunnen til at det er lettere å oppløse en kopp sukker i varmt vann enn kaldt vann.