Вновь о растворимости воды в газах и газов в воде.
Посвящается с благодарностью доктору Гроку, ибо именно его вопросы побудили меня снова задуматься над этой темой!
Отвечал вчера на комментарий одного предельно доброжелательного читателя и упомянул, что ТРЁХатомный озон растворяется в воде гораздо лучше ДВУХатомного кислорода. 4.9 литра в 100 литрах воды для кислорода и 49 литров на 100 литров воды для озона.
ПОЧЕМУ?
Сначала сдуру предположил, что сходство трёхатомных молекул воды и озона создают такую огромную разницу в растворимости.
Но тут же себе возразил: Хлористый водород, ДВУХатомный, обладает огромной растворимостью в воде, кажется, 450 литров в 100 литрах воды при нуле градусов по Цельсию.
Потом пришла "разумная" и тоже глупая идейка:
Не вода растворяет в себе хлористый водород, а хлористый водород растворяет в себе воду, образуя гидроксил -- соляную кислоту.
Но, наконец-то!
Главное, следующая более разумная мыслишка: Всё дело в соотношении ПАРЦИАЛЬНЫХ давлений двух сред. Чьё давление больше, тот и лучше растворяется в другом.
Например, в горячей воде газы растворяются гораздо хуже, чем в холодной. ПОЧЕМУ?
Ведь температура газа такая же, как и воды!
Но ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ВОДЯНОГО ПАРА при низких температурах тоже СИЛЬНО ПАДАЕТ, а у газов оно выше! Поэтому и растворяются лучше в холодной, а не в горячей. Аналогично и с хлористым водородом, значит мысль об обратном растворении воды в нём - АБСУРДНА!
А соль и сахар, например, растворяются лучше в горячей, ибо парциальное давление пара растёт с температурой и молекулы воды легче проникают в решётку хлористого натрия или сахарозы, разрушая её.
При температурах, ниже четырёх градусов по Цельсию, давлени паров воды низкое и поэтому уже тогда в воде начинают образоваться жидкокристаллические структуры льда, чья плотность ниже, чем у воды, потому и наблюдается известная "аномалия" в пределах этих четырёх градусов - плотность воды падает и при нуле уже образуется не жидкий, а "нормальный" твёрдокристаллический лёд.
Следовательно, вода начинает замерзать, то есть обращаться в лёд, не при нуле градусов по Цельсию, а при плюс четырёх!
Итак, резюмируя: Растворимость веществ друг в друге зависит от соотношения парциальных давлений паров этих веществ.
Faciant meliora potentes.
Если я ошибаюсь, пусть меня поправят старшие товарищи.
15 XII 2025