Кроме адсорбции на поверхности (§ 258), при соприкосновении тел (например, двух жидкостей или газа и жидкости) молекулы каждого из них могут проникать в объем, занимаемый другим телом. Это проникновение носит название растворения. В результате растворения растворенное тело равномерно распределяется по объему растворителя и только в поверхностном слое в силу адсорбции концентрация проникшего вещества может быть повышенной. Явление растворения есть результат диффузии (§217) по всему объему вещества, адсорбированного в поверхностном слое.

Рассмотрим сначала растворение газов в жидкостях. Нальем в стакан воды из водопровода. Мы увидим, что из воды выделится множество мельчайших пузырьков, которые поднимутся вверх или удержатся около стенок стакана. Откуда взялись эти пузырьки и что в них находится? Это - газы, которые при повышенном давлении, всегда существующем в водопроводных трубах, были растворены в воде в значительном количестве. При вытекании воды из крана давление в ней резко уменьшается. Кроме того, вода из водопровода в комнате обычно начинает нагреваться, так как воздух в комнате теплее. Эти изменения ведут к тому, что равновесие между газами, растворенными в воде, и газами вне ее нарушается и газы начинают выделяться из воды в виде пузырьков. Обычно это те же газы, которые составляют воздух: кислород, азот, углекислый газ и т. д.

При нагревании воды и особенно при кипячении ее растворенные в ней газы удаляются почти полностью. Присутствие газов в сырой воде и отсутствие их в кипяченой воде являются причиной того, что кипяченая и сырая вода отличаются по вкусу.

Наблюдать растворение воздуха в воде можно при помощи опыта, похожего на опыт с адсорбцией газов углем. Прокипятим в течение некоторого времени воду в колбе и дадим ей остыть. Осторожно, не встряхивая колбы, присоединим к ней жидкостный манометр. Теперь встряхнем колбу так, чтобы большая поверхность воды сразу пришла в соприкосновение с воздухом в колбе. Мы увидим, что манометр покажет заметное уменьшение давления воздуха в колбе. Следовательно, часть воздуха поглотилась водой. Однако, после того как мы хорошо взболтаем воду, дальнейшее растворение прекратится. Получится, как говорят, насыщенный раствор.

Как происходит растворение газа в воде? Пусть над водой находится воздух. Тепловое движение молекул приводит к тому, что сквозь границу вода - воздух проходят и молекулы воды и молекулы воздуха. Проникновение молекул воды в воздух есть не что иное, как испарение; рассмотрение этого явления отложим до гл. XVII. Проникновение молекул газов, составляющих воздух, в воду и дальнейшая диффузия их по всему объему воды - это растворение воздуха в воде. Конечно, часть молекул газа, уже проникших в воду, выходит из нее в силу того же теплового движения. Но пока число молекул газа (например, кислорода) в воде незначительно, за единицу времени выходит из воды меньше молекул газа, чем входит в нее из окружающей атмосферы. Таким образом, число молекул газа в воде продолжает увеличиваться, т. е. продолжается растворение газа в жидкости. Когда, наконец, число молекул газа в жидкости станет так велико, что за единицу времени столько же молекул газа успевает выйти из воды, сколько в нее проникает, дальнейшее увеличение числа молекул газа в воде (дальнейшее растворение) прекратится. Полученный раствор носит название насыщенного. В таком случае говорят, что жидкость находится в равновесии с газом.

Здесь слово «равновесие» употребляется в более общем смысле, чем в механике. Мы говорим, что система «вода, воздух, растворенный в ней, и воздух над поверхностью воды» находится в равновесии, если количество растворенного воздуха с течением времени не меняется, хотя отдельные молекулы то входят, то выходят из раствора. Такое равновесие называют подвижным или динамическим (§248). Иногда вместо слова «равновесие» применяют выражение «стационарное состояние».

Масса газа, которая может раствориться в единице объема жидкости, называется растворимостью. Она зависит от температуры и от парциального (§239) давления данного газа над жидкостью. Опыт показывает, что при насыщении масса растворенного в жидкости газа пропорциональна парциальному давлению этого газа над жидкостью (закон Генри). Этим пользуются, например, при газировании воды. При газировании вода приводится в длительное соприкосновение с углекислым газом, имеющим большое давление; поэтому в воде растворяется большое количество углекислого газа. Когда газированную воду наливают в стакан, газ выделяется обильными пузырьками.

Явление растворения газов в жидкости имеет большое значение в водолазном деле. Водолазов, пробывших длительное время на большой глубине, нельзя быстро поднимать на поверхность воды. Кровь водолаза, дышащего воздухом под большим давлением, насыщена азотом (кислород не следует принимать во внимание, так как он быстро связывается с кровью химически). При быстром подъеме азот может выделиться из крови внутри кровеносных сосудов в виде пузырьков и закупорить их, что крайне опасно.

Масса газа, растворенного в жидкости, зависит также от температуры. Мы уже говорили, что, нагревая воду, заставляем выделиться растворенный в ней воздух. Растворимость газа в жидкости при повышении температуры почти всегда уменьшается. В табл. 13 указаны растворимости в воде некоторых газов при различных температурах. Наконец, растворимость, газа зависит от природы жидкости и газа. Например, кислород растворяется в воде в количестве примерно вдвое большем, чем азот. Это обстоятельство имеет большое значение для жизни живых организмов в воде.

Таблица 13. Растворимость в воде некоторых газов при различных температурах (в г/л)

	Температура,
Кислород
Углекислый газ
Хлористый водород

Отметим, что газы могут растворяться также и в твердых телах. Например, некоторые металлы способны растворять определенное количество газов (в особенности водорода), причем скорость диффузии, а следовательно, и растворения увеличивается при повышении температуры. Вследствие этого такие металлы нельзя считать непроницаемыми для газов. Так, например, сильно нагретый металл палладий довольно легко пропускает сквозь себя водород.

Великая или мирная ектения – самая большая из всех ектений (молитвенных прошений) на : в ней содержится 11 разных прошений о духовных и земных нуждах христиан – от мира с Богом, ближними и самим собой до дарования хорошего климата и избавления от всяких болезней и чьего бы то ни было гнева на нас.

Мы молимся о благо- стоянии , твердом стоянии, твердости, непоколебимости, всех православных Церквей, о храме, в котором мы находимся, и о всех, кто с верой, благоговением и страхом Божиим в него (в онь ) входит. «С » – это устойчивое выражение (идиома), означающее Богопочитание.

Мы молимся о всем священноначалии: Патриархе, правящем епископе, честнем пресвитерстве , диаконстве и причте (всех служащих в данном храме, от священников до чтецов). Пресвитерство, т.е. священство (пресвитер – калька с греческого, то же, что и священник), называется честны́м , т.е. почтенным, досточтимым; «честны́й (честно́й) отец» – принятое в церковнославянском языке обращение, как в современном русском «уважаемый г-н N».

Фото orthphoto.net

«О благорастворении воздухов… Господу помолимся! » Возду́х (именно так, с ударением на последнем слоге) по-церковнославянски обозначает тоже воздух, причем разные его слои: древние выделяли нижний слой, по-гречески он назывался аэр, близкий к земле, тот, которым мы дышим, и о его хорошем состоянии просится в ектение; и верхний – эфир , уже небеса, куда мы можем быть «восхищенни на облацех в сретение Господне » – чтобы встретить Господа* . Словосочетание благорастворение возду́хов стало устойчивым и может быть переведено «хороший климат, здоровый состав воздуха».

В великой ектении мы просим Бога и о Его покровительстве и помощи всем плавающим, путешествующим (т.е. подвергающимся потенциальной опасности), недугующим (болеющим), страждущим и находящимся в плену. Страждущий – тот, кто страдает, т.е. терпит мучения, борется с препятствиями, бедствует в жизни.

«О избавитися нам от всякия скорби, гнева и ну́жды Господу помолимся! » по-церковнославянски означает боль, муку (многи скорби праведным, и от всех их избавит я Господь ** ), а также тяготу. Ну́жда слово многозначное, здесь значит «насилие». Помолимся, чтобы Господь избавил нас от любого мучения, чьего-либо гнева и насилия.

«Заступи, спаси, помилуй и сохрани нас, Боже, Твоею благодатию ». Заступати – защищать, покровительствовать (отсюда «Боже, Заступник мой еси Ты..»); а чем спасает и покрывает нас Господь – Своей благодатию , т.е. милостью.

В конце ектении мы поминаем (упоминаем) Пресвятую, Пречистую, Преблагословенную и всех святых; приставка пре- во всех титулах Богоматери означает высшую степень этих качеств: Она святее всех живущих на земле и всех святых, самая чистая, а что значит «самая благословенная»? Благословити – хвалить, прославлять, превозносить; мы хвалим и прославляем Богородицу больше всех людей и небесных сил. Испросив помощи Божией Матери и всех святых, нам остается только предать весь наш живот Богу – т.е. вручить, отдать навсегда, препоручить нашу жизнь Богу.

При написании использовались словари:

• О.А. Седаковой «Церковнославяно-русские паронимы: Материалы к словарю» – М., 2005.
• прот. Г.Дьяченко «Полный церковнославянский словарь» (М., 2004). И. И. Срезневский «Материалы для словаря древнерусского языка по письменным памятникам» (в 3 тт. СПб., 1890-1912)

Сноски:
* 1 послание ап. Павла к Фессалоникийцам (4, 17)
** 33 псалом, стр.20

Кислород вместе с другими газами, входящими в состав воздуха, легко растворяется в воде.

Сколько же воздуха может раствориться в воде? Говорить о растворимости воздуха в целом нельзя, нужно говорить о растворимости каждой составной части воздуха в отдельности.

Кислород, азот, аргон, двуокись углерода и другие газы обладают различной растворимостью. При одинаковых температуре и давлении чистого кислорода в воде растворится почти в 2 раза больше, чем азота, а углекислого газа - в 35 раз больше, чем кислорода.

Однако существуют общие закономерности для всех газов. Чем выше температура жидкости, тем меньше растворимость газов. В литре чистой воды при нормальном атмосферном давлении, равном 760 миллиметрам ртутного столба, и при температуре 0° растворяется около 50 кубических сантиметров чистого кислорода. А при температуре 30° - примерно в 2 раза меньше. Чистого азота при температуре 0° и нормальном атмосферном давлении растворится 24 кубических сантиметра, а при температуре 30°-14 кубических сантиметров.

Чем выше давление газа над жидкостью, тем больше его растворимость.

Если в закрытом сосуде, наполненном на одну треть водой, создать давление в 2 атмосферы, то газа растворится вдвое больше, чем при 1 атмосфере. И, наоборот: при пониженном давлении газа растворится во столько же раз меньше, во сколько ниже давление.

Два равных объема различных газов, смешанных при давлении в 1 атмосферу, растворяясь в воде, будут вести себя как два самостоятельно существующих газа, находящихся под давлением в У 2 атмосферы. Растворимость каждого из них будет в 2 раза меньше их растворимости при нормальном атмосферном давлении.

Воздух - это смесь газов. Так как в воздухе содержится 21 процент кислорода, то его парциальное давление, то есть та часть давления, которая падает только на кислород, будет в 5 раз меньше давления воздуха. Поэтому кислорода воздуха при нормальном атмосферном давлении растворится в воде в 5 раз меньше, чем чистого кислорода при том же давлении.

В самом деле, если при нормальном давлении и при температуре 0° насытить воду не чистым кислородом, а воздухом, то в литре воды растворится только 10 кубических сантиметров кислорода вместо 50, а азота из воздуха растворится 19 кубических сантиметров вместо 24.

Чтобы растворить газ в воде, его нужно привести в соприкосновение или перемешать с водой; чтобы вытеснить газ из воды, воду нужно подогреть. Доведя температуру воды до 100°, можно почти полностью вытеснить из нее газ.

Возьмите колбу, наполненную доверху водой, закройте ее пробкой, в которую вставлена загнутая стеклянная трубка. Второй конец этой трубки вставьте в стакан с водой и наденьте на этот конец трубки наполненную водой пробирку. Доведите воду в колбе до кипения. В опрокинутой пробирке появится газ, тот самый газ, который был растворен в воде до ее кипячения.

Хотя до кипячения вода соприкасалась только с воздухом, но в силу различной растворимости кислорода и азота состав вытесненного газа будет существенно отличаться от состава обычного воздуха. В него входит 1 объем кислорода и 2 объема азота. А это означает, что в полученном газе кислорода уже не 21, как в воздухе, а 33 процента.

В обыкновенной, неочищенной воде, кроме растворенного газообразного кислорода, имеется еще кислород, входящий в состав растворенных в ней солей. Этот кислород вытеснить кипячением нельзя, так как он прочно связан с каким-нибудь другим элементом.

Чтобы освободить воду от солей, ее нужно перегнать.

Прибор для перегонки состоит из колбы для кипячения воды, холодильника, где конденсируются пары, и приемника, куда стекает дистиллированная вода.

Полученная таким образом вода содержит только растворенные газы, которые можно вытеснить кипячением.

Что же содержится в воде, в которой нет ни солей, ни растворенных газов?

Вода, как и всякое химическое соединение, состоит из однородных молекул.

В состав молекулы воды (Н 2 O) входит 2 атома водорода и 1 атом кислорода, тесно связанные между собой.

Разделить, разорвать молекулу воды на ее составные части нелегко, на это нужно затратить энергию.

Молекулярный вес воды равен 18. Он состоит из 2 атомных весов водорода, равных 2 единицам, и атомного веса кислорода - 16. Следовательно, в молекуле воды содержится около 89 процентов кислорода и около 11 процентов водорода. В килограмме воды насчитывается 890 граммов кислорода.

Это означает, что все реки, моря и океаны состоят главным образом из кислорода.

Вода занимает три четверти земной поверхности.

Но в природе вода встречается не только в жидком виде. В полярных странах и на высоких горах круглый год сохраняются огромные толщи льда и снега. Большие количества воды мы встречаем в воздухе в виде пара.

Животные и растения больше чем наполовину состоят из воды. В человеческом организме, при среднем весе тела 65-70 килограммов, содержится до 40 килограммов воды.

Тема урока: Воздух и его свойства
Цель урока: сформировать знания учащихся о составе и свойствах воздуха
Задачи урока: 1) учащиеся смогут провести необходимые опыты и сделать
вывод о свойствах воздуха.
2) учащиеся будут учиться анализировать опыты и делать
выводы.
3) развитие творческого воображения.
Оборудование: шарики, емкость с водой, стакан, банка, 3 свечи,
демонстрационный столик, горелка, «Технологическая
карта» для каждого ученика.
Ход урока.
1.Орг. момент. Психологический настрой.
2.Побуждение.
- На уроках познания мира мы с вами говорили о том, без чего человек не может жить. Давайте вспомним.
- Из всего перечисленного, вы выделили, что это воздух. А что такое воздух вы задумывались?
- Подумайте, что вы знаете о воздухе, обсудите в паре, группе. Сообщите.
- Что вы хотели бы узнать? Фиксируем на доске.
3.Целеполагание.
Мы сегодня на уроке постараемся убедиться, что воздух присутствует везде, для этого мы сегодня проделаем много опытов.
4.Реализация.
Опыт 1.
Надуйте щеки воздухом, а теперь надавите на щеки пальцами. Что заметили?
Опыт 2.
На столе у вас емкость с водой, возьмите пустой стакан, медленно опускайте его в воду, вы должны почувствовать сопротивление.
- Что в стакане не дает опуститься вниз? (Воздух).
- Наклоните стакан вбок и воздух вышел из стакана и освободил место для воды.
Воздух есть везде: на улице, в воде, в земле. Слой воздуха окружает нас и нашу Землю. Этот слой называется атмосферой. Она защищает нас от солнечной радиации. Если бы она исчезла, то вода мгновенно закипела бы, а лучи солнца сожгли все живое. Вы можете привести примеры, что воздух есть везде.
Опыт 3.
- В стакан с водой бросьте кусочек сахара, что вы наблюдаете? (Пузырьки).
- Это воздух. Воздух растворен в воде.
- Мы убедились, что воздух есть вокруг.
Сейчас мы познакомимся со свойствами воздуха. Перед каждым из лежит «Технологическая карта». В нее мы будем записывать то, что будем узнавать на уроке.
Технологическая карта.
№п/п Предмет изучения Свойства.

Как вы думаете, какого цвета воздух? Он есть, а мы его не видим? Он невидимый, значит он прозрачный. Газ. Записываем в карту..
Опыт 4.
- Перед нами резиновый мяч. Что находится внутри его? (Воздух).
- Может ли воздух наполнить наполовину комнаты или какого-нибудь предмета? (Нет).
- Значит, когда мы накачиваем мяч, или колесо велосипеда и ли машины мы что делаем? (Мы его уплотняем, то есть сжимаем).
- Значит, воздух можно сжать, записываем. А наполненный воздухом мяч, будет очень удобен для игры и он будет долго прыгать. Это свойство называется упругостью. Записываем.
Опыт 5.
- Зажигаем три свечи. Все они замечательно горят. Одну накрываем стаканом, вторую банкой. Наблюдаем.
- Почему погасла свеча там, где стакан, потом где банка, а третья продолжает гореть. Там где воздуха больше. Там горит, а нет доступа воздуха - огонь гаснет. Значит, воздух помогает огню гореть или поддерживает горение. Записываем.
Опыт 6.
- На демонстрационном столе горит свеча. На расстоянии подносим и бумажку замечаем. Что воздух движется вверх. Значит, тёплый воздух движется вверх, а холодный наоборот вниз. Воздух движется. А как в природе называется движение воздуха? (ветер).
- Запах у воздуха есть?(Нет). Но он переносит запахи. Пока мы не зажгли свечи, ничем не пахло. А сейчас запах распространился по всему классу. Значит, он переносит запахи. Записываем.
4.Рефлексия.
Прочитайте стихотворение «Воздух», подчеркните, если встретите свойства воздуха, о которых мы говорили на уроке.
Он прозрачный невидимка,
Легкий и бесцветный газ.
Невесомою косынкой он окутывает нас.
Он в лесу – густой, душистый
Как целительный настой,
Пахнет свежестью смолистой
Пахнет дубом и сосной.
Летом он бывает теплым,
Веет холодом зимой.
Когда иней красит стекла
И лежит на них каймой,
Мы его не замечаем
Мы о нем не говорим
Просто мы его вдыхаем…
Подведение итогов работы со стихотворением.
5.Итог. Обратите внимание на доску. На все ли вопросы мы ответили? На оставшиеся вопросы мы найдем ответы на следующем уроке.
6.Дом. задание.
Прочитать текст в учебнике, ответить на вопросы.

Растворимость газов в воде. Растворенные газы в воде и их коэффициенты растворимости.

Нам известно, что многие газы могут растворяться в воде. К примеру, рыбы, как и множество других водных обитателей, дышат растворенным в воде кислородом. Морские водоросли особенно активно разрастаются в прибрежных зонах, насыщенных растворенным в воде углекислым газом, который необходим для протекания фотосинтеза. Взгляните на газы, растворимые в воде. В таблице приведен коэффициент рсрастворимости Растворенный в воде газ присутствует в жизни практически какждого из нас, ведь сложно найти человека, который откажется от охлажденного газированного напитка, в котором любезно растворили CO2. Подобных глобальных примеров растворения газа в воде очень много, как и газов, которые немедленно начнут растворятся в воде при контакте с ней.

Таблица №1 «Коэффициенты растворимости газов в воде»

Растворимость – это такой баланс, при котором количество растворенного газа пропорционально парциальному давлению в газообразной фазе над поверхностью воды. Если нам известно атмосферное давление и соответствующая концентрация газа, то можно вычислить максимальную концентрацию растворенного в воде газа, умножив значение парциального давления газа на расчетный коэффициент растворимости из таблици №1.

Примеры расчета содержания растворенных газов в воде

Пример №1 «Колличественная оценка содержания кислорода и азота, растворенных в воде»:

Классический пример, когда атмосферный воздух вступает с водой в реакцию, сопровождающуюся растворением основных его компоенетов.

1. Подсчитываем кислород O 2 : концентрация 20.9 объемн. % кислорода с атмосферным давлением 1000 мбар (750 мм. ртутного столба) создают парциальное давление 0.209 бар (0.0209 МПа), таким образом, получаем числовое значение:

0.031 x 0.209 = 0.00648 литра или 6.5 мл кислорода O 2 растворены в 1 литре воды.

2. Подсчитываем азот N 2 : при создаваемом парциальном давление 0.791 бар N 2) азот растворяется хуже кислорода, выражение:

0.016 x 0.791 = 0.01266 л или 12.7 мл. азота N2 содеожится в 1 л. воды.

Мы только что получили данные по составу и насущению кислродом большиснва пресных водемво и рек россиии.

Пример №2 «Расчет содержания растворенного углекислого газа в газированной воде»:

Газировка производится посредством растворения в воде CO 2 под давлением около 2 бара (0,2 МПа). Этих данных достаточно, что бы вычислить содержание CO 2 в заданной жидкости, принятой за минеральную воду.

0.879 x 2 = 1.75 л CO 2 растворенны в 1 литре газированной воды.

Как вы могли заметить, из таблицы и примеров, некоторые газы растворяются в воде очень быстро и эффективно. Именно поэтому в качестве мер безопасности широко распространено использование водяных распылителей, создание “водяных завес”, например, для снижения угрозы здоровью при выбросах значительных объемов аммиака, HCl и других токсичных газов.

Помните, что растворимость во многом зависит от температуры. Чем выше температура воды, тем меньше газа можно в ней растворить. По этой причине для растворения загрязняющих газов в воздухе их пропускают сквозь холодную техническую воду, Нагревание такого раствора с газами, сопровождается десорбцией и высвобождением всех растворенных газообразных компонентов до полного испарения основы (воды).Обладая подобной информацией, проектировщики систем безопасности выбирают наиболее подходящие для комплектации модели приборов, обозначая на схеме их предварительные места установки и требуемое количество.

Отсюда вывод : избегайте условий образования конденсата при монтаже датчиков! Влага внутри прибора коварна даже в небольших малозметных колличествах. Применяйте специальные аксессуары и опции для дополнительной защиты газоанализатора от внешних воздействий - брызгозащитные комлекты, антибликовые козырьки, термокожухи, модули защиты от насекомых и т.д.