기체와 고체의 온도에 의한 용해도 차이는 왜 발생하나요?
고체는 높은온도에서 용해도가 커집니다
반면에 기체의 경우는 낮은 온도에서 용해도가 더 커집니다.
입자간의 거리 차이라고 얼핏 들었단 것 같은데 자세히 설명해주시면 정말 감사하겠습니다.😊
안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.
고체의 경우 분자간 거리가 가까워서 온도가 낮을경우 분자 사이에 끼어들어갈 공간이 부족하기 때문에 온도가 올라가서 분자 사이의 거리가 벌어지면 다른 물질이 더 녹아들어갈 확률이 올라갑니다.
반면 기체는 그 자체로 분자 사이의 거리가 어마어마하게 멀기 때문에 분자간 거리가 용해도에 주는 영향보단
온도 상승에 따른 분자들의 운동량 증가로 공간 점유하는 능력이 주는 영향이 더 커지기 때문에
기체의 경우 온도 증가사 분자 하나당 차지하는 공간이 늘어나서 오히려 더 적은 수의 기체분자밖에 녹을 수 없습니다.
따라서 기체의 경우는 용해도가 줄어듭니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
고체와 기체의 용해도 차이는 입자간의 거리 차이와 더불어 다른 요인들도 영향을 미칩니다.
고체는 입자들이 서로 밀접하게 붙어있기 때문에 높은 온도에서는 입자들이 더 많이 움직이게 됩니다. 이로 인해 입자들 사이의 결합이 약화되고 용해도가 커집니다. 예를 들어 높은 온도에서는 고체가 녹아서 용액이 되는 경우가 많습니다.
반면에 기체는 입자들이 서로 멀리 떨어져 있기 때문에 낮은 온도에서는 입자들이 움직임이 적어집니다. 그럼에도 불구하고 기체는 낮은 온도에서 용해도가 커집니다. 이는 냉각되는 과정에서 기체 입자들이 서로 더 많은 접촉을 하게 되기 때문입니다. 입자들 사이의 상호작용이 증가하면서 기체 입자들이 액체나 고체로 바뀌는 경우가 있습니다.
자세한 설명이 도움이 되셨길 바랍니다.
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안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
고체의 용해도에 가장 큰 영향을 주는 것은 온도입니다. 찬물에서는 잘 녹지 않았던 커피가 뜨거운 물에는 잘 녹는 것을 볼 수 있습니다.
즉 커피는 온도가 높아지면 용해도가 커지는데 대부분의 고체는 온도에 비례하여 용해도가 커지는 것을 알수 있습니다.
이런 대부분의 고체는 용해과정 자체가 흡열과정이기에 온도가 올라갈수록 이 반응은 더 잘 일어납니다. (용해되면 고체의 분자운동이 액체의 분자운과 같아져야 하므로 열을 흡수해야 액체만큼 분자운동이 빨라질수 있다.)
이것은 르샤틀리에의 원리로 설명되어질 수 있습니다. 온도를 높이면 이 온도변화를 없애는 방향 즉 흡열과정이 앞으로 진행되는데 이 반응이 흡열과정이므로 용해도가 커지는 것입니다.
기체의 용해도 또한 고체와 마찬가지로 온도에 영향을 받습니다. 대부분의 고체는 온도가 증가할수록 용해도가 커지지만 모든 기체는 온도가 증가할수록 용해도가 작아집니다.
이는 기체의 용해과정이 발열과정이기 때문이며 역시 르 샤틀리에의 원리에 의해 설명되어 질 수 있습니다. (용해되면 기체의분자운동이 액체의 분자운동과 같아져야 하므로 열을 방출해야 분자운동이 액체만큼 느려질수 있다.)
기체의 용해도는 보통 압력이 높을수록 온도가 낮을수록 커지는 경향을 나타냅니다.