理论教育 盐析和盐溶作用对挥发性组分的影响

盐析和盐溶作用对挥发性组分的影响

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果溶液是两个或两个以上的挥发性组分组成的混合物,那么与溶液成平衡的气相组成也将受到加入盐的影响。由于加入盐而使溶解度减小的现象称为盐析作用;反之,使溶解度增加的现象称为盐溶作用。Satschénow常量kB是正值时,随着盐浓度增加,溶质溶解度减小,即为盐析过程;kB是负值时,随着盐浓度增加,溶质溶解度增加,即为盐溶过程。

盐析和盐溶作用对挥发性组分的影响

把盐加入饱和的非电解质溶液将显著地影响溶液的蒸气压,进而影响气体或其他液体在非电解溶液中的溶解度。如果溶液是两个或两个以上的挥发性组分组成的混合物,那么与溶液成平衡的气相组成也将受到加入盐的影响。

通常气体在盐溶液中的溶解度小于纯水(溶剂)中的溶解度。由于加入盐而使溶解度减小的现象称为盐析作用(salting out);反之,使溶解度增加的现象称为盐溶作用(salting in)。这两种作用统称为盐效应。发生盐效应的原因是离子的水化,或称为“溶剂化”作用。

若不存在化学反应,溶质溶于含盐溶剂和无盐溶剂的标准吉布斯函数变化的差值可表示为盐浓度的幂级数,即

式中,kB,k′B,k″B,…是盐的特征常数。在盐浓度很稀的条件下,忽略级数中的高次项,由上两式可得到如下的近似式,即为Satschénow方程:

表8-2 25℃时某些常见气体在电解质水溶液中的Satschénow常量

静电作用理论、内压力理论、定标粒子理论、简化的微扰理论等盐效应溶液理论可得到估算或预测kB的经验模型,目前最常用的是Schumpe模型:

式中,Hi为离子参数。通过实验测定某种指定气体在不同浓度的电解质溶液中的溶解度数据,如果气体在纯溶剂中的溶解度是已知的,则可由式(8-104)计算Satschénow常数kB,进而可由式(8-105)得到组成该电解质的各种离子的离子参数Hi。反过来,若已知一组离子参数和气体在纯溶剂中的溶解度数据,由式(8-104)、式(8-105)可估算或预测kB及电解质溶液的盐效应。

Lang所做的关于氧气在25种氨基酸、缩氨酸、蛋白质的铵盐、钠盐和盐酸盐水溶液中溶解度的研究工作表明,Satschénow方程和Schumpe模型还可用于含有可离解有机化合物的水溶液。预测有机溶质对氧气溶解度的盐效应作用在医学、环保、生物化工等领域是十分有用的。

盐效应的另一个作用是能够极大地改变与溶液成平衡的挥发性组分的气相组成。Furter等用Satschénow方程描述盐效应对汽液平衡的影响。对组成一定的二元混合溶剂的单盐溶液,Furter方程是

图8-1 醋酸(1)-水(2)系统的气液平衡相图

虚线—无 盐;实 线1—BaCl2饱和溶液(mB=1.8mol·kg-1);实线2—CaCl2饱和溶液(mB=5.7mol·kg-1)。(www.daowen.com)

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈