气体溶解度英文解释翻译、气体溶解度的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【机】 gas solubility

分词翻译：

气体的英语翻译：

gas
【化】 gas
【医】 gas; pneuma-; pneumato-

溶解度的英语翻译：

solubility
【化】 solubility
【医】 solubility

专业解析

气体溶解度（Gas Solubility）是指在一定温度和压力条件下，某气体在单位体积溶剂（通常是液体）中能够溶解并达到饱和状态时的最大量。它是描述气体在液体中溶解能力的重要物理化学参数。

一、术语定义与核心概念

汉英对照定义：
- 气体 (Gas)：指处于气态的物质，分子间距大，运动自由。
- 溶解度 (Solubility)：在特定条件（温度、压力）下，溶质在溶剂中形成饱和溶液时的浓度。对于气体，常用摩尔分数 (mole fraction)、体积分数、质量浓度（如 g/L, mg/L）或亨利常数 (Henry's constant) 的倒数来表示。
- 气体溶解度 (Gas Solubility)：特定温度、压力下，气体在液体溶剂中溶解达到平衡时的最大量。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将其定义为“在平衡状态下溶解在给定体积溶剂中的气体量”。
饱和状态：当气体溶解速率与逸出速率相等时，溶液达到动态平衡，此时溶解的气体量即为该条件下的溶解度。

二、影响气体溶解度的关键因素

气体本性：不同气体在相同溶剂中的溶解度差异显著。遵循“相似相溶”原则，极性气体（如 NH₃, SO₂）在水中的溶解度通常远大于非极性气体（如 O₂, N₂, H₂）。气体分子与溶剂分子间的相互作用力强弱是决定性因素。
溶剂性质：溶剂极性对溶解度有重要影响。水是常见极性溶剂，非极性气体在非极性或弱极性有机溶剂（如苯、四氯化碳）中的溶解度通常高于在水中的溶解度。
温度：对于绝大多数气体，溶解度随温度升高而降低。这是因为温度升高增加了气体分子的动能，使其更容易克服溶剂分子的吸引力而逸出。该关系可用范特霍夫方程或经验公式描述。少数例外（如氢、氦在某些金属中的溶解）存在溶解吸热过程。
压力：气体溶解度随该气体分压的增大而增大，遵循亨利定律 (Henry's Law)： $$ C = k_H cdot P $$ 其中：
- $C$ 是气体在溶液中的浓度（常用 mol/L 或 mol/kg）。
- $P$ 是该气体在气相中的分压（常用 atm 或 bar）。
- $k_H$ 是亨利常数，其值取决于气体、溶剂和温度。$k_H$ 越大，表示气体溶解度越小。
盐效应：溶液中存在电解质（盐类）通常会降低气体的溶解度（盐析效应），因为离子会争夺水分子，降低气体分子的溶剂化程度。

三、气体溶解度的意义与应用

气体溶解度是理解许多自然现象和工业过程的基础：

生物呼吸：氧气和二氧化碳在水（血液）中的溶解度对水生生物呼吸和人体气体交换至关重要。
环境科学：二氧化碳在海水中的溶解度影响海洋酸化；氧气溶解度是评估水体自净能力和水生生物生存的关键指标。
化学工业：在合成氨、碳酸饮料生产、气体分离（如吸收法脱硫）、发酵等过程中，精确控制气体溶解度是工艺核心。
地质与能源：天然气（尤其是甲烷）在石油和水中的溶解度影响油气藏的形成与开采。
医学：麻醉气体在血液和组织中的溶解度决定了其麻醉效能和诱导/苏醒速度。

权威参考来源：

IUPAC Gold Book (国际纯粹与应用化学联合会金皮书)：提供“溶解度”和“亨利定律”的标准定义。https://goldbook.iupac.org/ (访问日期：2025年7月31日)
National Institute of Standards and Technology (NIST, 美国国家标准与技术研究院)：其化学数据库（如 NIST Chemistry WebBook）提供大量气体在不同溶剂中的溶解度实验数据和亨利常数。https://webbook.nist.gov/chemistry/ (访问日期：2025年7月31日)
《物理化学》教材 (如 Atkins, Levine 等经典著作)：系统阐述气体溶解度的理论基础、影响因素（温度、压力）和亨利定律的推导与应用。
《环境化学》或《水化学》专著：详细讨论氧气、二氧化碳等关键气体在水体中的溶解度及其环境意义。

网络扩展解释

气体溶解度是指在一定温度和压力下，气体在液体溶剂中溶解达到平衡时的最大溶解量。它是描述气体与溶剂相互作用的重要物理量，受多种因素影响，以下是详细解释：

1. 定义与表示方式

基本定义：气体溶解度通常用单位体积溶剂中溶解的气体体积（如升/升）、质量（如克/升）或物质的量（如摩尔/升）表示。例如，氧气在20℃水中的溶解度约为9.1 mg/L。
饱和状态：当溶解速率与逸出速率相等时，溶液达到动态平衡，此时溶解度为该条件下的最大值。

2. 影响因素

温度

规律：温度升高，气体溶解度降低（如碳酸饮料开瓶后加热会更快释放CO₂）。这是因为气体分子动能增加，更易逃逸到气相。
公式支持：亨利定律常数（(k_H)）随温度升高而减小，溶解度 (C = k_H cdot P) 相应降低（(P)为气体分压）。

压力

亨利定律：溶解度与气体分压成正比，公式为： $$ C = k_H cdot P $$ 其中，(C)是气体浓度，(k_H)是亨利常数，(P)是气体分压。例如，汽水罐装时加压使CO₂溶解度增大。

气体与溶剂性质

极性匹配：极性气体（如NH₃）易溶于极性溶剂（如水）；非极性气体（如O₂、N₂）溶解度较低。
气体分子量：分子量大的气体（如CO₂）通常比轻气体（如H₂）溶解度更高。

3. 实际应用

水生生物生存：水体中溶解氧是鱼类呼吸的关键，温度升高或污染会降低氧气溶解度，威胁生态系统。
工业过程：如合成氨工业中，需高压条件提高氮气和氢气在催化剂表面的溶解度。
医学领域：高压氧舱通过增加氧气分压，提升血液中溶解氧浓度，用于治疗一氧化碳中毒。

4. 常见误区

“所有气体溶解度均随温度升高而降低”：大部分气体符合此规律，但少数气体（如氦气在部分有机溶剂中）可能表现相反趋势。
“压力只影响溶解度数值，不影响溶解速率”：实际上，高压可加速气体溶解，但平衡浓度仍由亨利定律决定。

通过以上分析可以看出，气体溶解度是热力学与动力学共同作用的结果，其研究对化学、环境科学和工程领域具有重要意义。