لاتختلف محاليل الغازات في السوائل عن المحاليل السائلة الأخرى من حيث الطبيعة أو الخواص . وتكون عادة تراكيز الغازات في هذه المحاليل غير كبيرة ، كما أن المحاليل هنا محاليل مخففة . وتستثني من ذلك بعض الجمل التي تكون الذوبانية فيها كبيرة جدا نظرا للتأثير الكيميائي المتبادل بين الغاز المذاب والمذيب ، مثال ذلك محاليل غاز النشادر أو كلوريد الأيدروجين في الماء . ويؤدي عادة التركيز الضئيل في المحلول إلى اختلاف خواصه اختلافا ضئيلا نسبيا عن خواص المذيب النقي . ومع ذلك فإن ذوبان الغازات في السوائل يرافقه في الحالة العامة وبنسبة قليلة تغير في حجم المحلول وانطلاق أو امتصاص كمية من الحرارة . هذا ويطلق على ذوبان الغاز في السائل اسم آخر هو امتصاص السائل للغاز .
تتعلق ذوبانية الغازات إلى حد كبير بنوع كل من الغاز والمذيب وبدرجة الحرارة والضغط . ويعبر جيدا عن تأثير الضغط ، باستثناء مجال الضغوط العالية ، بالقانون التقريبي التالي المسمى بقانون هنري : عند درجة حرارة ثابتة تتناسب ذوبانية الغاز في المذيب تناسبا طرديا مع ضغط هذا الغاز فوق المحلول .
تلاحظ في الجمل ذات الذوبانية الكبيرة انحرافات واضحة عن قانون هنري في مجال الضغوط العادية . ويطبق هذا القانون في أية جملة على نحو أفضل عندما يكون الضغط منخفضا والتركيز قليلا . وتزداد الذوبانية دائما كلما ارتفع الضغط في جميع المجالات باستثناء مجال الضغوط العالية . بيد أن هذا الازدياد ليس متناسبا دوما مع الضغط . ففي مجال الضغوط العالية لا يؤدي ارتفاع الضغط في جميع الحالات إلى ازدياد الذوبانية .
عندما يذاب خليط من الغازات تتعين ذوبانية كل غاز من هذا الخليط بضغطه الجزئي ، وهي تساوي عادة ذوبانية هذا الغاز في الحالة النقية عند ضغط يساوي ضغطه الجزئي في الخليط ، وتتضاءل ذوبانية الغازات بارتفاع درجة الحرارة كما هو وضاح من الجدول 28 . ومن السهل تفسير ذلك إذا اعتبرنا التوازن بين الغاز والمحلول كالتوازن بين المحلول والبخار أي آخذين بعين الاعتبار علاقة الضغط الجزئي للغاز فوق المحلول بدرجة الحرارة . وتتعين هذه العلاقة بمعادلة كلوزيوس – كلابيرون (VIII.
.
الجدول 28 ذوبانية بعض الغازات في الماء تحت الضغط 760 مم زئبق وعند درجات حرارة مختلفة (م°) الغاز الذوبانية عند الدرجة صفر مئوية عند الدرجة 20°م عند الدرجة 60°م عند الدرجة 100°م H2 0.02148 0.01819 0.01600 0.01600 O2 0.04889 0.03103 0.01946 0.0172 CO2 1.713 0.878 0.359 - NH3 1176 702 - -
وفي أغلب الجمل تنطلق الحرارة وينخفض الحجم أثناء ذوبان الغاز ، كما هو الحال عند تكاثف البخار ، وعلى هذا ، فإنه وفقا للمعادلة (VIII.
يزداد ضغط الغاز فوق المحلول كلما ارتفعت درجة الحرارة ، أي أن ذوبانية الغاز تتضاءل عندئذ . إلا أنه توجد جمل (كمحاليل الأيدروجين في الماء عند ضغوط عالية مثلا) لايرافق الغاز فيها انطلاقا الحرارة وإنما يرافقه امتصاص حرارة . وفي هذه الحالة يجب أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى ازدياد ذوبانية الغاز .
الجدول 29 ذوبانية الغازات في مذيبات مختلفة عند الدرجة 20°م وتحت الضغط 760 مم زئبق الغاز ذوبانية الغازات في H2O في C6H6 في (CH3)2CO He 0.0088 0.0180 0.0309 H2 0.01819 0.068 0.0977 N2 0.01570 0.1162 0.1747 O2 0.03103 0.168 0.216 CO2 0.878 - - H2S 2.582 - - NH3 702 - -
إن مقارنة ذوبانية مختلف الغازات في ظروف واحدة لاتسمح بعد بإيجاد قانون عام بسيط . فإذا قارنا ذوبانية غازاتغير قطبية مختلفة في مذيبات غير قطبية وجدنا أن الغازات الأسهل انضغاطا في الحالة النقية ، التي تتمتع مثلا بدرجة حرجة أعلى ، تكون عادة أكثر قابلية على الذوبان . ويلاحظ أيضا أن الغازات ذات الجزيئات القطبية تذوب في المذيبات القطبية بصورة أفضل منها في المذيبات غير القطبية وذلك عند تساوي الظروف الأخرى .
هذا وندرج في الجدول 29 معطيات حول ذوبانية بعض الغازات في مذيبات مختلفة .
تستخدم القوانين المعبرة عن ذوبانية الغازات في السوائل أثناء دراسة مختلف عمليات امتصاص الغازات من قبل السوائل ، واستخلاص الأجزاء المركبة للخليط الغازاي بواسطة ماص (absorbent) سائل ، وفي دراسة العمليات العكسية أي انطلاق الغازات المذابة .
تدل المواضيع التي تمت دراستها في هذا الباب على تنوع وتعقد المشاكل التي نتعرض لها عند دراسة المحاليل . وحتى وقت قريب كانت تدرس على الأغلب المحاليل المائية (محاليل الألكتروليتات واللا الكتروليتات) والجمل المؤلفة من سوائل تشكل بلورات ذات شبكة بلورية جزيئية . أما الآن ، وبالنظر إلى ضوررة حل عدد من المشاكل الصناعية ، فقد اتسعت الأبحاث المتعلقة بدراسة الجمل المؤلفة من الأملاح أو الفلزات المصهورة .
كما تجري أبحاث على مجموعة خاصة من محاليل المواد العضوية البوليمرية في المذيبات العادية . ويمكن الآن بفضل استخدام طرق جديدة في البحث التجريبي توضيح البناء الداخلي لمحاليل مختلفة واكتشاف طبيعة التأثير المتبادل بين الجسيمات في المحاليل .
يمكن أثناء الدراسة النظرية الحصول على علاقات ثرموديناميكية تقريبية (نظرية هيلدبراند في المحاليل المنتظمة) وذلك بالاستعانة بفرضيات مبسطة حول البناء الداخلي . هذا وإن تطبيق الطرق الإحصائية يفتح المجال أيضا أمام تطور نظرية المحاليل .
مع تحيات علي ابو احسان امبراطور الحنان في كل زمان و مكان وعلى مر العصور والازمان
الموقع