教材 · 化学 · 物质的状态与变化 · 溶液的性质

气体的溶解度与亨利定律

気体の溶解度とヘンリーの法則

II 物質の状態と変化／溶解平衡

一句话结论

亨利定律：温度一定时，溶解的气体的物质量与该气体的分压成正比。气体的溶解度随温度升高而减小（与固体相反）。换算到一定压力下的体积与压力成正比，而在该气体自身压力下的体积与压力无关。

打开碳酸饮料的瓶盖，气泡立刻大量冒出 —— 压力一降，溶着的二氧化碳就跑了。把饮料放温了再开，冒得更凶 —— 温度一升，它也跑。气体的溶解度同时受压力与温度控制，而且温度的方向与固体相反。

为什么是这样

气体溶解的过程是气体分子撞进液面并被留住。压力越大，单位时间撞进液面的分子越多，所以溶解的量越多 —— 这就是亨利定律:温度一定时，溶解量与该气体的分压成正比。混合气体里每种气体各按自己的分压计算，互不干扰。

温度的影响方向与固体相反。溶解在液体里的气体分子，温度越高热运动越剧烈，越容易从液面重新飞出去 —— 所以气体的溶解度随温度升高而减小。0 ℃ 时 1 mL 水能溶 0.049 mL 氧气，100 ℃ 时只剩 0.017 mL。

这两条合起来解释了很多日常现象。碳酸饮料靠加压把二氧化碳压进去，开盖减压就冒泡；夏天水里的溶解氧减少，所以鱼容易缺氧；煮水时先出现的小气泡，是原先溶在水里的空气因温度升高而析出，还不是沸腾。

气体溶解度的标准写法是「溶剂 1 mL 能溶解的气体体积（换算到标准状态的 mL）」。把这个数除以 22.4 L/mol 就得到物质量，用起来更方便。注意它与固体溶解度的表述完全不同 —— 固体用 g/100 g 水，气体用体积比。

亨利定律有两种体积表述，最容易混的就是这一点。换算到一定压力下的体积（例如都折算到 1.0×10⁵ Pa）：与压力成正比 —— 压力变 3 倍，这个体积也变 3 倍。在该气体自身压力下的体积:与压力无关，恒定不变。

后一条不是新规律，而是亨利定律与波义耳定律的合成结果。压力变 3 倍时溶解的量变 3 倍（亨利），但同样多的气体在 3 倍压力下只占 1⁄3 的体积（波义耳）—— 两者恰好抵消。看清题目问的是哪一种体积，是这一节唯一的难点。

n = k p

适用条件

先确认三件事：温度、该气体的分压、问的是质量还是哪种体积。三者确认完，代入正比关系即可。

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