Come funziona temperatura influisce la solubilità dei gas in acqua?

Come funziona temperatura influisce la solubilità dei gas in acqua?


Una delle prime lezioni di scienze delle scuole imparare è i tre stadi della materia: solido, liquido e gas. Non solo questa lezione ottenere capovolto da un quarto stadio di materia, plasma, che si verifica in astronomia e ad alta energia fisica, ma entrambi i solidi e gas può essere sospesa in acqua liquida. La quantità di gas che può essere tenuto in una soluzione di acqua dipende dalle proprietà chimiche del gas, la quantità di pressione ambiente e la temperatura dell'acqua.

Acqua più fredda detiene più del gas

Tutti i gas seguono lo schema che sono più solubili in acqua fredda. Ad esempio, 1 kg di acqua può contenere fino a 0,03 g di gas di azoto a 0 gradi Celsius (supponendo un'atmosfera di pressione). Tuttavia, a 60 gradi Celsius la quantità massima di azoto sospesa scende a 0,01 g. Altri gas, come elio, tuttavia, possono essere meno solubili. In un chilogrammo di acqua, solo 0,0017 g di elio può essere sospesa in acqua a 0 gradi Celsius, e a 60 gradi Celsius questo scende a 0,0013 g.

Perché Colder Acqua Gas detiene più

Il motivo per cui sono necessari per la solubilità del gas temperature più basse è che la temperatura è una misura di entropia, o disturbo causato dall'energia cinetica delle molecole liquidi e gas. Con bassa entropia, gas possono formare legami molecolari deboli con le molecole d'acqua. All'aumentare della temperatura, questi legami sono troppo deboli per superare il moto delle molecole. Di conseguenza, quando la temperatura aumenta le molecole di gas sollevano in superficie e sfuggire nell'atmosfera.

Esempi di Solubilità Gas

E 'facile immaginare il rapporto tra la solubilità del gas e la temperatura dell'acqua mettendolo in relazione con le applicazioni del mondo reale. Un esempio comune è la differenza di gusto in bevande analcoliche a diverse temperature. Quando soda diventa caldo, che detiene meno anidride carbonica, causando la soda per fizz e gusto piatto. Un altro esempio è che i pesci si adattano a determinati intervalli di temperatura perché l'acqua calda tiene meno ossigeno. Se un corpo di acqua aumenta improvvisamente in temperatura, può causare pesci morire perché c'è meno ossigeno per loro di respirare.

Solventi solidi e temperatura dell'acqua

Una causa di confusione per quanto riguarda come la temperatura influenza la solubilità è che la regola è invertita per solventi solidi in acqua. All'aumentare della temperatura dell'acqua, la solubilità della materia aumenta solidi. Questo è perché la maggiore entropia rompe i legami molecolari che tengono insieme la materia solida, facendolo sciogliere in una soluzione. Questo è il motivo per cui è più facile da sciogliere una tazza di zucchero in acqua calda che acqua fredda.