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Solubilidad de oxígeno en agua con temperatura, ¿por qué disminuye el cambio en la solubilidad alrededor de 40 °C?

Mejor establecido en contexto usando un gráfico:

introducir descripción de la imagen aquí

La solubilidad parece disminuir bastante persistentemente desde 0 °C hasta 30 °C, luego desacelerando gradualmente la caída, para luego caer más rápido y más rápido desde los 80 °C. ¿Por qué ocurre ese cambio en la caída?

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Ian Puntos 2182

Los cambios relativamente abruptos en la pendiente (realice un gráfico de la derivada para obtener una imagen aún más clara de lo que está sucediendo aquí) se deben a cambios en la función de solubilidad que dominan el comportamiento de solubilidad a una temperatura y concentración de $\ce{O2}$ dada. Por ejemplo, la Ley de Henry describirá el comportamiento a bajas concentraciones de $\ce{O2}$. Dado que la Ley de Henry se aplica a la condición teórica de "dilución infinita", esta suposición se desmorona a concentraciones más altas.

Cuanto mayor sea la concentración de $\ce{O2}$ más se aleja de la solución infinita ideal asumida para el comportamiento de la Ley de Henry. A concentraciones más altas, una o más de las diferentes leyes de gases luego controlan la solubilidad. Basándonos en tu gráfico, parece que hay tres regiones distintas, y por lo tanto tres leyes de gases diferentes que definen la solubilidad de $\ce{O2}$ en función de la temperatura.

También se puede tomar un enfoque empírico para predecir la solubilidad basado en mediciones experimentales. Este sitio web tiene un calculador en vivo de "solubilidad de $\ce{O2}$ en agua" basado en datos empíricos. Los autores utilizan dos ecuaciones diferentes para dos regímenes de temperatura diferentes: $\ce{0 ^oC - 30 ^oC y 30 ^oC a 50 ^oC}$. Por lo tanto, su punto de corte de $\ce{30 ^oC}$ parece coincidir con la característica a esa temperatura en tu gráfico. No conozco las temperaturas / concentraciones máximas que utilizaron para su segunda ecuación.

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