§2、平衡关系表达式——亨利定律

§2、平衡关系表达式——亨利定律§2、平衡关系表达式——亨利定律 ?2、平衡关系表达式—亨利定律本节共页一、气体在液体中的溶解度气体与液体接触，气体则部分溶解在液体中，造成一定的溶解度。若气液两相经过相当长时间的接触，溶解度逐渐趋近于一极限，称之为平衡溶解度。平衡溶解度的大小，随物系种类、温度、压强而异，通常由实验测定，它是溶质吸收的极限，也是分析吸收操作的基础。一些气体的吸收达平衡后的曲线，如图 O2SO20P*C25 溶质的平衡NH3分压 g溶质/gHO溶解度10002 从图中可看出: 1、同温、同平衡分压...

§2、平衡关系表达式——亨利定律 ?2、平衡关系表达式—亨利定律本节共页一、气体在液体中的溶解度气体与液体接触，气体则部分溶解在液体中，造成一定的溶解度。若气液两相经过相当长时间的接触，溶解度逐渐趋近于一极限，称之为平衡溶解度。平衡溶解度的大小，随物系种类、温度、压强而异，通常由实验测定，它是溶质吸收的极限，也是分析吸收操作的基础。一些气体的吸收达平衡后的曲线，如图 O2SO20P*C25 溶质的平衡NH3分压 g溶质/gHO溶解度10002 从图中可看出: 1、同温、同平衡分压下，不同的物质，溶解度不同。 2、同温、同溶解度时，不同的物质，平衡分压不同。如，t=25? 溶解度达100g/1000 HO时 2 ,=90mmHg，易溶气体, 溶液上方平衡分压低 PNH3 ,=780Hg PSO2 ,=8000Hg ，难溶气体，溶液上方平衡分压高 PO2 1 溶同一溶质0解0C 度 0C10 020C P*(溶质的平衡分压 mmHg) 由上图看出， P*? 溶解度?; T? 溶解度? ?，高压、低温有利于气体吸收。二、亨利定律当系统总压不高(< 0.5atm)时，在一定温度下，稀溶液上方溶质的平衡分压与该溶质在液相中的浓度存在着如下关系， P* =Ex (1) 式中:P* — 平衡时，溶质在气相中的平衡分压，Pa x— 溶质在液相中的摩尔分数 E—亨利系数，Pa P* 斜率为E 0x 若系统中，t,,E, ，P,,E, 易溶气体，E小; 难溶气体，E大 *凡是理想溶液，在压强不高，温度恒定的情况下，P— x 关系在整个浓度范围内都符合亨利定律。 2 1、亨利定律的其它形式 (1)、P*,C表示 *溶液中吸收质的物质的量浓度C 与其在气相中的分压 P 之间的关系，亨利定律可写成， * *C = HP或P= C/H (2) 3 式中:C — 体积摩尔浓度, kmol/m 3 H— 溶解度系数, kmol/mp a ， t,,H,P,,H, 易溶气体H大，难溶气体H小，H的大小也反映了溶解度的大小。 P* 1斜率为H 0C (2)、y,x表示若溶质在液相和气相中的浓度分别用mol分数x和y表示时，亨利定律成为，y,mx (3) 式中，,—液相中溶质的摩尔分数 y—平衡时，溶液上方气相中吸收质的摩尔分数 ,—相平衡系数 p,,m,在系统中:t,,m,，易溶气体,小，难溶气体,大 3 y* 斜率为m 0x (3)、Y,X表示(比摩尔分数) 在吸收计算中，认为惰性组分不进入液相，溶剂也没有显著的气化现象。所以惰性组分的mol流量和溶剂的mol流量始终不变。若以二者为基准分别表示溶质在气、液两相中的浓度，则对吸收计算带来很大方便。为此常采用比mol分数Y、X分别表示气、液两相的组成。比mol分数定义如下: 液相中溶质的mol数xX,x,,, 液相中溶剂的mol数1,x1，X 气相中溶质的mol数yYY,, ,, 气相中惰性组分的mol数1,y1，Y YX,m?，，?， y,mx1，Y1，X mXY, (4) 1，(1,m)X 若为稀溶液，X很小，则(4)式变为，Y,mX 用Y、X来进行吸收计算，比用y、x方便。因为:Y的分母为惰性组分，在吸收过程中不变。 y的分母是混和气体，在吸收过程中不断变化。 X的分母为溶剂，在吸收过程中不变。 x的分母为溶液，在吸收过程中变化。 4 气相中溶质的mol数y, 混合气体的mol数液相中溶质的mol数x, 液相中溶质和溶剂的mol数之和 2、E、m、H之间的换算关系 (1)、E、m的关系 ** p,Ex x,p,E y,mx x,y,m 联立，得 * m,E y,p * 对于理想气体，可用道尔顿分压定律，p,Py EyEm,, (5) PyP (2)E、H的关系 *p,Ex *p,c,H 联立得 H,c,Ex ,xc,c,x之间的关系, Mx，M(1,x)S 3式中,ρ—溶液的密度，kg/m M—吸收质的摩尔质量，kg/mol M—溶剂的摩尔质量 S ? 在吸收中，x 很小，? Mx，Mx 可忽略 S 则 Mx+ M(1,x)? M SS x很小，则为稀溶液。则 ρ=ρ 溶液溶剂 5 x,c剂? 代入 H, c,ExMS ,x,H,或E, (6) MEMESS —————————————————————— 3推导设溶液的浓度为c(kmol/m) 3 溶液的密度为ρ(kg/m) ,,cM3 1 m 溶液中含溶质为 c kmol，含溶剂为 kmol MS 溶质在液相中的摩尔分数为: c溶质的mol数x,, ,,cM溶质的mol数，溶剂的mol数c，MS cMS, cM，(,,cM)S cMS, 展开得， ,，c(M,M)S ,xc, 推导毕。 Mx，M(1,x)S ———————————————————————— 3、亨利定律小结 (1)、通式:气相浓度=系数×液相浓度 (2)、E 、m 、H的大小，能够反映溶解度的大小。 E? m? H?? 溶解度?，易溶 E? m ? H?? 溶解度?，难溶 (3)、t 、p对H、m 、E的影响。 6 t??E? m? H? 溶解度? P??E? m? H? 溶解度? ? 在吸收过程中，低温、高压有利于气体的吸收高温、低压有利于气体的解吸 (4)、亨利定律是气液达平衡时，所表示的气液组成关系。 (5)、亨利定律的使用条件对气相，应是理想气体，总压 P< 5atm 对液相，应是稀溶液，x<0.05 (6)、E 、H可在手册中查得，而它们只有在符合亨利定律时才为常数。 7 8

                    本文档为【§2、 平衡关系表达式——亨利定律】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
                    图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。 
 该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。

                    [版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。

                    本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。

                    网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
                

下载需要：免费已有0 人下载

立即下载

§2、 平衡关系表达式——亨利定律

你可能还喜欢

§2、平衡关系表达式——亨利定律