第七章 气体在液体中的溶解度
复习资料化工原理下试卷答案2
第七章质量传递基础掌握一些基本概念：1、什么叫分子扩散？什么叫对流扩散？答：由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象称为分子扩散，简称为扩散。
对流扩散即湍流主体与相界面之间的分子扩散与涡流扩散两种传质作用的总称。
2、什么是菲克扩散定律？写出表达式3、简述双膜理论的基本论点？答：其基本论点如下：1)相互接触的气，液流体间存在着定态的相界面，界面两侧分别存在气膜和液膜，吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。
2)在相界面处，气液两相处于平衡。
（3)膜内流体呈滞流流动，膜外流体呈湍流流动，全部组成变化集中在两个有效膜层内。
4、双膜理论是将整个相际传质过程简化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
经由气、液两膜层的分子扩散过程5、掌握相组成的表示方法：试题某吸收塔的操作压强为110 KPa，温度为25 ℃，处理焦炉气1800 m3/h。
焦炉气中含苯156 kg/h，其他为惰性组分。
求焦炉气中苯的摩尔分数和物质的量之比（即摩尔比）。
第八章气体吸收一、填空题1、吸收因数S可表示为Mv/L，它是＿平衡线斜率m＿与＿操作线斜率L/V＿的比值。
2、用水吸收氨-空气混合气体中的氨，它是属于＿气膜＿控制的吸收过程，对于该过程来说，要提高吸收速率，则应该设法减小＿气膜阻力＿。
3、在吸收过程中，由于吸收质不断进入液相，所以混合气体量由塔底至塔顶逐渐减少。
在计算塔径时一般应以＿塔底＿的气量为依据。
4、吸收操作的依据是＿各组分在同一种溶剂中溶解度的差异＿，以达到分离气体混合物的目的。
混合气体中，能够溶解于溶剂中的组分称为＿吸收质＿或＿溶质＿。
5、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为＿难溶＿气体。
在吸收操作中＿增加＿压力和＿降低＿温度可提高气体的溶解度，有利于吸收。
6、用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为__ __N A =k y(y-y i)__，以传质总系数表达的速率方程为__N A =K y(y-y*)___。
九年级化学第七章：溶液;溶解度人教版知识精讲
九年级化学第七章：溶液；溶解度人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第七章（一）溶液1. 溶液溶质和溶剂的概念并能分辨溶质和溶剂。
2. 溶液的概念和基本特征。
3. 溶液在生活和生产中的应用。
（二）饱和溶液和不饱和溶液1. 饱和溶液和不饱和溶液的概念，并能区分浓溶液和稀溶液2. 饱和溶液和不饱和溶液在一定条件下的相互转化（三）溶解度1. 影响物质溶解性的因素2. 溶解度的概念和有关概念的计算二. 重点、难点：1. 溶液、饱和溶液、不饱和溶液的概念。
2. 溶解度的概念和有关概念的计算【教学过程】一. 溶液1. 概念：溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物，叫溶液。
均一是均匀的意思，稳定意味静置后不会产生沉淀和分层的现象。
2. 在溶液里，能溶解其它物质的物质叫溶剂；被溶解的物质叫溶质。
例如，CuSO4溶液中，水是溶剂，CuSO4是溶质。
溶质可以是固体，也可以是液体或气体。
固体、气体溶于液体时，固体、气体是溶质，液体是溶剂。
两种液体相互溶解时，通常把量多的一种叫做溶剂，量少的一种叫做溶质。
当溶液中有水存在时，无论水的量有多少，习惯上把水看作溶剂。
通常不指明溶剂的溶液，一般是水溶液。
3. 注意事项⑴溶液一般是透明的，但透明不一定无色。
例如硫酸铜溶液是蓝色的。
溶液是由溶质和溶剂组成的。
溶液的质量等于溶质质量和溶剂质量之和。
但溶液体积不等于溶质体积和溶剂体积之和，这是受到分子间的间隔影响。
⑵物质在溶解的过程中发生了化学变化，在形成的溶液中，溶质是反应后的生成物。
例如，将锌与适量稀硫酸反应，锌逐渐溶解，但形成的溶液中溶质是硫酸锌，而不是锌。
也就是说，形成的溶液是硫酸锌的水溶液，而不是锌的硫酸溶液，。
又如，碳酸钙溶于稀盐酸，所得溶液中的溶质是氯化钙。
还有将蓝矾（胆矾）溶于水时，形成的溶液中溶质是硫酸铜，而不是胆矾。
二. 饱和溶液和不饱和溶液1. 概念：饱和溶液和不饱和溶液在一定温度下，在一定量溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液；还能继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。
化学实验：气体的溶解度与溶解动力学
气体溶解度与压力、温度的关系
气体溶解度与压力 的关系：随着压力 的增加，气体溶解 度也增加。
气体溶解度与温度 的关系：随着温度 的升高，气体溶解 度降低。
压力对气体溶解度 的影响：压力越大 ，气体溶解度越高 。
温度对气体溶解度 的影响：温度越高 ，气体溶解度越低 。
溶解动力学
第二章
溶解动力学的定义
实验结果分析
实验数据记录：准确记录实验过程中的各项数据，包括气体溶解度、溶 解速率等。
数据处理：对实验数据进行整理、计算和分析，得出有意义的结果。
结果分析：根据实验结果，分析气体溶解度与溶解动力学之间的关系， 探究影响气体溶解度的因素。
结论总结：总结实验结果，得出结论，并与理论进行比较，验证理论的 正确性。
实验注意事项
第五章
安全注意事项
实验前必须穿戴好防护眼镜、 实验服等个人防护用品
实验室内严禁吸烟、饮食和带 入火种
实验中要保持室内通风良好， 防止中毒和爆炸事故发生
实验后要及时清理实验现场， 确保安全卫生
实验误差分析
气体纯度误差：气体不纯会 影响溶解度，导致实验结果 偏离真实值
温度误差：温度波动会影响 溶解度，导致实验结果不准 确
溶解动力学是研究物质在溶剂中的溶解速率和溶解过程的学科。 溶解动力学主要关注溶解过程中的速率控制步骤和机理。 溶解动力学对于理解物质溶解过程的本质和规律，以及优化溶解过程具有重要意义。 溶解动力学可以通过实验测定和理论计算等方法进行研究。
溶解速率的影响因素
温度：温度越高，溶解速率越快 压力：压力越大，溶解速率越快 搅拌：搅拌可以增加溶质与溶剂的接触面积，从而提高溶解速率 溶质与溶剂的相互作用：溶质与溶剂的相互作用也会影响溶解速率
气态污染物控制技术基础
四、化学吸收 为了增大对气态污染物的吸收率和吸收速
度，多采用化学吸收。 化学吸收是伴有显著化学反应的吸收过程，
被溶解的气体与吸收剂或原先溶于吸收剂中 的其他物质进行化学反应，也可以是两种同 时溶解进去的气体发生化学反应。
化学吸收机理远比物理吸收复杂，而且因 反应系统的情况不同而各有差异。
一、吸附剂 1、吸附剂的性质
硅胶和活性炭的内表面分别高达500和 1000m2/g
适合工业要求的吸附剂，必须具备以下条件：
（1）要具有巨大的内表面，
（2）对不同气体具有选择性的吸附作用。
一般地说，吸附剂对各种吸附组分的吸附能力，随吸附组 分沸点的升高而加大，在与吸附剂相接触的气体混合物中，首 先被吸附的是高沸点的组分。在多数情况下，被吸附组分的沸 点与不被吸附组分（即惰性组分）的沸点相差很大，因而惰性 组分的存在，基本上不影响吸附的进行。
U—喷淋密度，即单位时间内喷淋在单位 塔截面积上的液相体积。【重要概念】
3、界面浓度
气液界面上气相浓度和液相浓度难以用 取样分析法测定，常用作图法和解析法求算。
（1）作图法：稳定传质过程，气液界面两侧 气相传质速率和液相传质速率相等。（见 P19，图7-12）
（2）解析法：稀溶液服从亨利定律，可用解 析法求算。
气体吸收
吸收机理 气液平衡 物理吸收 化学吸收
第七章 气态污染物控制技术基础
第一节 吸收法净化气态污染物 第二节 吸附法净化气态污染物 第三节 催化法净化气态污染物
第一节 吸收法净化气态污染物
一、吸收机理
气体吸收是溶质从气相传 递到液相的相际间传质过程， 对于吸收机理以双膜理论模型 的应用最广。
化工原理 气液相平衡
一、气体在液体中的溶解度
气液两相处于平衡状态时，溶质在液相中的含量。
pA
O2
CO2
SO2
由图可见，曲线愈平坦，
该组分的溶解度愈大；曲线
愈陡峭，溶解度愈小。
NH 3
cA
几种气体在水中的溶解度曲线图
当总压不太高(p<0.5MPa)时，
总压的变化不改变pA—CA之间的 关系。对于稀溶液，pA—CA符合 线性关系。
y2
x2
x2
y2 y2min
y1
x11 x1max
当吸收剂用量 L↓→x1↑→x1max=x1*=y1/m
x1
y1
L↑→y2↓→y2min=y2*=mx2
Hale Waihona Puke 3.计算过程的推动力y
•
y
x
x*
吸收 y y* x x*
推动力：y y y x x* x
y
y
•
x
x
解吸 y y* x x*
y y* y
推动力：
x x x
二、亨 利 (Henry)定 律
亨利定律：对稀溶液，溶解度曲线为一直线。
pA ExA
E——亨利系数
p
A
cA
/H
H——溶解度系数
或
y
A
mxA
m——相平衡常数
各参数之间的关系
p
A
cA
/
H＝ cM H
cA cM
cM H
xA
p
A
/
P总
E
P总
xA
E CM s
H MsH m E
P总
c
A
Hp A
气体的溶解度与压强的实验测定
气体的溶解度与压强的实验测定气体的溶解度指的是气体在溶剂中溶解的程度，是化学研究中一个重要的物理性质。
溶解度与气体的压强之间存在一定的关系，通过实验可以准确测定气体的溶解度与压强之间的依赖关系。
本文将介绍关于气体溶解度与压强的实验方法及实验结果的分析。
实验材料：1. 气体采样器：可用玻璃气体测量瓶代替；2. 溶液制备材料：溶液瓶、溶液瓶塞、胶头滴管、电子天平；3. 气体压力计：一般使用压力计或气管；4. 暖水器：用于加热溶液。
实验过程：1. 实验前准备：用溶液瓶装入适量的溶剂，并加上溶液瓶塞，将气体采样瓶插入溶液中，胶头滴管放入瓶子中。
2. 实验操作：在溶液中固定压力计，记录初始压强P1。
然后，按一定的时间间隔，将气体采样器中的气体放入溶液中，记录每次放气体后的压强P2，直到达到实验结束时的压强P3。
3. 实验结束后：取出气体采样器，用暖水器加热溶液使其温度恢复到实验前的温度，并记录最终的溶液温度T。
实验数据处理与分析：1. 计算压强变化量：ΔP = P3 - P1。
2. 计算溶液中溶解的气体量：n = ΔP / R（R为气体常数）。
3. 计算气体的溶解度：溶解度 = n / V（V为溶剂体积）。
4. 根据实验数据绘制溶解度与压强之间的曲线图。
5. 根据数据点的走势来分析溶解度与压强的关系，判断是否存在线性关系、指数关系或其他关系。
实验注意事项：1. 在实验过程中，保持溶液的温度稳定，避免温度变化对实验结果产生影响。
2. 确保气体采样器与溶液充分接触，使气体溶解度能够准确反映在溶液中的溶解程度。
3. 实验结束后，及时记录温度、压强和溶液体积等数据，并注意处理实验废物。
实验结果分析：根据实验数据绘制的溶解度与压强的曲线图显示，溶解度随着压强的增加而增加。
这说明溶解度与压强之间存在正相关关系。
进一步分析数据，可以发现溶解度与压强之间的关系不是线性的，而是近似于指数函数关系。
即溶解度随着压强的增加呈指数增长。
气体溶解度的含义-概述说明以及解释
气体溶解度的含义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述气体溶解度是指气体在液体或固体中溶解的程度，通常用单位体积的溶液中所含气体的量来表示。
气体溶解度是一个重要的物理化学现象，涉及到许多领域，包括化学工程、生物医学、环境科学等。
气体的溶解度与溶剂、溶质以及环境条件有关，是一个复杂的过程。
本文将从气体溶解度的定义、影响因素以及应用和重要性等方面进行详细介绍，以帮助读者更好地理解这一重要概念。
在接下来的章节中，我们将逐步展开这一主题，探讨气体溶解度在不同领域中的意义和影响。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：文章结构包括引言、正文和结论三部分。
在引言部分，我们将概述气体溶解度的含义，介绍文章的结构和说明本文的目的。
在正文部分，我们将深入探讨气体溶解度的定义、影响气体溶解度的因素以及气体溶解度的应用和重要性。
最后，在结论部分，我们将对全文进行总结，阐述气体溶解度的意义，并展望未来可能的研究方向。
通过以上结构，读者可以全面了解气体溶解度的相关知识，为进一步深入研究提供基础。
1.3 目的本文旨在深入探讨气体溶解度的含义，通过对气体溶解度的定义、影响因素以及应用和重要性的分析，让读者更加全面地了解这一概念。
同时，通过本文的阐述，希望能够引起读者对气体溶解度的重视，认识到在许多领域中，包括化学、生物、环境等方面，气体溶解度都扮演着重要的角色。
最终，本文旨在启发读者对气体溶解度的意义有更深入的理解，增强对相关知识的学习和探究的兴趣。
2.正文2.1 气体溶解度的定义:气体溶解度是指单位压强条件下单位温度下溶液中溶解气体的数量。
一般来说，气体在液体中的溶解度随着压强的增加而增加，这符合亨利定律的描述。
亨利定律指出，在一定温度下，气体溶解度与气体的分压成正比关系。
气体溶解度的单位通常是摩尔溶质/升溶液。
当谈论气体溶解度时，常常提到溶解度的极限值，即在一定的条件下，气体在液体中的最大溶解度。
这个极限值对于许多工业和实验应用具有重要意义。
常用的气体溶解度计算公式
常用的气体溶解度计算公式气体溶解度是指气体在液体中溶解的程度，通常用单位体积的液体中溶解的气体的质量或体积来表示。
气体溶解度的计算对于许多领域都具有重要意义，比如在化工生产、环境保护、药物制备等方面都需要对气体溶解度进行准确的计算和预测。
在实际应用中，我们常用一些常用的气体溶解度计算公式来进行计算和预测。
一、亨利定律。
亨利定律是描述气体在液体中溶解度的一个基本规律。
亨利定律的数学表达式为：P = k·C。
其中，P表示气体在液体中的分压，k为亨利常数，C表示气体在液体中的浓度。
亨利定律适用于低溶解度的气体在液体中的溶解情况。
当液体中的溶解度较高时，亨利定律不再适用。
亨利定律可以用来计算气体在液体中的溶解度，也可以用来预测气体的溶解度随温度、压力的变化规律。
二、伦道尔定律。
伦道尔定律是描述气体在液体中溶解度与压力的关系的一个定律。
伦道尔定律的数学表达式为：C = k·P。
其中，C表示气体在液体中的浓度，k为伦道尔常数，P表示气体的分压。
伦道尔定律适用于气体在液体中的高溶解度情况。
当气体在液体中的溶解度较低时，伦道尔定律不再适用。
伦道尔定律可以用来计算气体在液体中的溶解度，也可以用来预测气体的溶解度随压力的变化规律。
三、亨利-伦道尔定律。
亨利-伦道尔定律是亨利定律和伦道尔定律的综合应用，描述了气体在液体中溶解度与温度、压力的关系。
亨利-伦道尔定律的数学表达式为：C = k·P·H(T)。
其中，C表示气体在液体中的浓度，k为亨利-伦道尔常数，P表示气体的分压，H(T)表示与温度有关的函数。
亨利-伦道尔定律适用于气体在液体中的各种溶解度情况，可以用来计算气体在液体中的溶解度，也可以用来预测气体的溶解度随温度、压力的变化规律。
四、温度和压力对气体溶解度的影响。
在实际应用中，气体在液体中的溶解度受到温度和压力的影响。
一般来说，随着温度的升高，气体在液体中的溶解度会减小；而随着压力的增大，气体在液体中的溶解度会增大。
分析气体与液体溶解度的变化
生物医学：气体与液体溶解度的变 化在生物医学中也有着重要的应用， 如呼吸机、麻醉机等医疗设备的原 理和应用。
实验注意事项
实验过程中要严格控制温度 和压力，确保实验条件的一 致性。
实验前应检查气体与液体是 否纯净，避免杂质对实验结 果的影响。
使用正确的气体和液体，并 按照规定的比例混合，以保
证实验结果的准确性。
05
气体与液体溶解度变化 的实验方法和应用
实验方法
实验原理：介绍气体与液体溶解度变化的原理，如温度、压力等因素对溶解度的影响。 实验材料：列出实验所需的气体和液体材料，以及必要的实验设备和仪器。 实验步骤：详细描述实验的操作过程，包括气体和液体的准备、混合、观察和记录等步骤。 实验结果：展示实验结果，如气体和液体溶解度的变化趋势、溶解度随温度和压力的变化等。
解度增大。
温度对气体溶解 度的影响较小， 因为气体分子在 液体中的扩散速
度相对较快。
在实际应用中， 可以通过加热或 冷却的方法来改 变物质的溶解度， 例如在制糖工业 中利用加热的方 法来去除糖中的
水分。
压力
压力越大，气体溶 解度越大
压力越小，气体溶 解度越小
高压环境下气体溶 解度增加
常压下气体溶解度 较小
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气体和液体之间的相互作用和溶解 过程
气体和液体在溶解过程中的扩散和 运输特性
03 影响液体溶解度的因素
温度
温度是影响液体 溶解度的重要因 素之一，温度升 高会使溶解度增 大，反之温度降 低会使溶解度减
小。
不同物质的溶解 度随温度变化的 趋势不同，有些 物质在温度升高 时溶解度显著增 大，而有些物质 在温度降低时溶
溶解度通常用单位质量或体积来表示，如克/100克水或毫升/100毫升水。
各种溶液中的气体溶解度研究
各种溶液中的气体溶解度研究气体溶解度是气体分子在溶液中的溶解量，可以分为各种不同的溶液。
本文将介绍在不同溶液中的气体溶解度。
一、水中的气体溶解度水是一种非常常见的溶液，对于许多气体来说都有一定的溶解度。
当气体与水分子接触时，气体分子会被水分子包围，从而形成气体分子与水分子的混合物。
气体在水中的溶解度受到温度和压力的影响。
温度越低，溶解度就越高，压力越大，溶解度也就越高。
在水中最常见的气体是氧气和二氧化碳。
氧气在水中的溶解度随温度和压力的升高而降低，而二氧化碳则是随着温度和压力的升高而增加。
二、酒精中的气体溶解度酒精溶液在实际生活中也有着广泛的应用，它是一种用水和酒精混合制成的液体。
由于酒精和水之间有一定的相互溶解能力，因此在酒精溶液中也有一定的气体溶解度。
常见的在酒精中溶解的气体有氨气、二氧化碳、沼气等。
酒精的气体溶解度比水要小，而且随着酒精浓度的增加，气体溶解度也会随之降低。
因此，在酒精溶液中，气体溶解度的大小不仅取决于溶液的温度和压力，还与溶液的浓度有关。
三、油中的气体溶解度油是一种不溶于水的液体，因此油中的气体溶解度与水或酒精有所不同。
油中的气体溶解度不仅受到温度和压力的影响，还受到溶液分子之间的相互作用力的影响。
在油中溶解的气体有甲烷、乙烷、二氧化碳等。
油中气体的溶解度通常比水中气体的溶解度要小，而且随着温度和压力的升高，气体的溶解度也会随之降低。
四、盐水中的气体溶解度盐水是一种溶解了盐分的水溶液，它与普通水的溶解度有所不同，更容易溶解部分气体分子。
在盐水中溶解的气体有氯气、氧气、二氧化碳等。
盐水中气体的溶解度与溶液的盐度、温度和压力有关。
通常情况下，随着溶液盐度的增大，气体的溶解度会升高，而随着温度和压力的升高，气体的溶解度也会随之降低。
总结：在不同的溶液中，气体的溶解度受到多个因素的影响，如温度、压力、溶液浓度等。
不同的溶液对气体的溶解程度也不尽相同。
通过对各种溶液中气体溶解度的研究，我们可以更好地了解溶解现象的特点和规律，为科技创新提供有价值的参考。
气体溶液中的气体分压与溶解度的关系
气体溶液中的气体分压与溶解度的关系气体溶液是指气体被溶解在液体中形成的混合物。
在气体溶液中，气体分压和溶解度之间存在着密切的关系。
本文将探讨气体溶液中气体分压和溶解度之间的关系，并讨论影响气体溶解度的因素。
一、气体分压与溶解度的基本概念气体分压是指气体在气体溶液中对溶剂施加的压力。
根据盖亚斯定律，气体分压与气体在溶液中的摩尔分数成正比。
在理想溶液中，溶质和溶剂之间不发生相互作用，气体分压与溶质摩尔分数之间的关系由亨利定律描述，即亨利定律表明，理想气体在一定温度下的溶解度与其分压成正比。
二、影响气体溶解度的因素1. 温度：一般情况下，温度升高会导致气体溶解度降低，因为温度升高会使溶液中的分子活动性增大，而溶解气体的分子活动性则减小。
2. 压力：当气体分压增加时，溶解度也会增加。
这可以通过亨利定律来解释，亨利定律表明，溶解度与气体分压成正比。
3. 溶剂性质：不同的溶剂对气体的溶解度有很大影响。
极性溶剂通常对极性气体有较好的溶解度，而非极性溶剂则对非极性气体有较好的溶解度。
三、气体溶解度的计算气体溶解度可以通过亨利定律来计算。
亨利定律的数学表达式为：P = kH * x，其中P表示气体分压，kH为亨利定数，x为气体摩尔分数。
根据该表达式，可以计算气体在溶液中的溶解度。
四、气体分压对溶解度的影响根据亨利定律，气体分压与溶解度成正比。
当气体分压增加时，气体溶解度也会增加；反之，当气体分压降低时，气体溶解度会减小。
这一关系在很多实际应用中得到了广泛的应用。
例如，汽车轮胎中的氧气溶解度与空气中的氧气分压成正比，因此，当轮胎受到压力降低时，氧气的溶解度也会减小。
五、应用实例气体溶液中的气体分压和溶解度关系对很多实际问题具有重要意义。
例如，饮料中的二氧化碳溶解度影响着其口感和气泡的稳定性。
制造商在生产过程中会控制二氧化碳的分压和温度，以确保饮料中的二氧化碳溶解度适中。
另一个例子是氧气在水中的溶解度对水生生物的生存具有重要影响。
化学气体与溶液溶解
化学气体与溶液溶解化学气体和溶液溶解是化学领域中的重要概念。
气体和溶液的溶解行为在我们的日常生活中无处不在，它们对于许多化学和物理过程起着关键作用。
本文将探讨化学气体和溶液溶解的原理、影响因素以及一些实际应用。
首先，让我们来了解一下化学气体的溶解。
气体溶解是指气体分子在液体或固体中形成溶液的过程。
溶解的过程可以通过Henry定律来描述，即溶解度与气体分压成正比。
这意味着增加气体分压会增加溶解度，而减小气体分压会降低溶解度。
这是因为增加气体分压会增加气体分子与溶剂分子之间的碰撞频率，从而促进溶解。
而减小气体分压则会减少碰撞频率，导致溶解度降低。
然而，并非所有气体都能在液体中溶解。
根据溶解度的大小，气体可以分为可溶性气体和不可溶性气体。
可溶性气体指的是在一定条件下能够溶解在液体中的气体，如二氧化碳和氧气。
而不可溶性气体则指的是不能在液体中溶解的气体，如氮气和氢气。
溶解度的大小与气体分子的极性和分子量有关。
通常，极性分子更容易溶解，而非极性分子则不易溶解。
接下来，我们来探讨溶液溶解的过程。
溶液是由溶质和溶剂组成的混合物，其中溶质是被溶解的物质，而溶剂是溶解溶质的物质。
溶解的过程可以通过溶解度来描述，即单位体积溶剂中溶质的质量。
溶解度受到溶质和溶剂之间相互作用力的影响。
当溶质和溶剂之间的相互作用力较强时，溶解度较高；反之，当相互作用力较弱时，溶解度较低。
溶解度还受到温度的影响。
一般来说，随着温度的升高，溶解度会增加。
这是因为温度升高会增加溶质和溶剂之间的分子动力学能量，促使溶质分子离开晶体结构进入溶液中。
然而，对于一些溶质来说，随着温度的升高，溶解度会减小。
这是因为在某些情况下，溶解过程是伴随着吸热或放热的，当溶质溶解过程为放热反应时，随着温度的升高，溶解度会减小。
除了温度，压力也可以影响溶解度。
对于固体溶解于液体的情况，增加压力会增加溶解度。
这是因为增加压力会增加溶质分子与溶剂分子之间的碰撞频率，从而促进溶解。
气体的溶解度与压力实验
气体的溶解度与压力实验在我们的日常生活中，气体溶解度是一个相对常见的概念。
无论是喝汽水还是呼吸空气，都涉及到气体在液体中的溶解。
那么，气体的溶解度与何种因素有关呢？压力实验可以为我们解答这个问题。
首先，我们需要了解溶解度的含义。
溶解度指的是单位体积的溶液中能够溶解的最大量溶质。
对于气体溶解度来说，溶解度的值取决于压力。
为了观察气体溶解度与压力之间的关系，我们可以进行简单的压力实验。
实验所需的装置包括一个容器，一半是空气，另一半是液体，如水。
首先，在容器底部设有一个可调节的活塞，用来改变容器内的压力。
然后，将容器倒置，使得气体占据了大部分的空间。
随后，观察容器内气体的变化。
在不同的压力下，观察到气体的溶解度发生了明显的变化。
随着压力的增加，气体的溶解度也随之增加。
这是因为压力的增加会加速气体分子与液体分子的碰撞，促进气体分子进入液体中，从而增加气体的溶解度。
此外，溶解度还取决于溶剂的性质。
溶剂的性质决定了溶解气体的能力。
以水为例，水是一种极性溶剂，它的分子具有极性，可以与气体分子形成较强的相互作用力。
因此，水对于许多气体来说是较好的溶剂。
在其他非极性溶剂中，由于缺乏极性，气体的溶解度通常较低。
从压力实验中，我们可以得出结论：气体的溶解度与压力呈正相关。
这一结论也与亨利定律相一致。
亨利定律指出，在一定温度下，气体溶解度正比于气体的分压。
也就是说，溶解度与压力成正比。
在实际应用中，我们可以利用气体溶解度与压力的关系来进行一系列实验。
例如，工业上的氢气制备就是利用气体的溶解度。
通过增加压力，将氢气溶解在液体中，然后利用液体泵将溶解的氢气抽取出来。
这种方法可以有效地提高氢气的产量和纯度。
总而言之，气体的溶解度与压力密切相关。
通过压力实验，我们可以观察到气体溶解度随压力的变化。
溶解度的大小取决于压力和溶剂的性质。
对于工业和实验室来说，这一关系是十分重要的，可以为我们提供一定的理论和实践指导。
气体的溶解度与Henry定律
气体的溶解度与Henry定律气体的溶解度是指单位体积溶液中所溶解的气体的量。
了解和研究气体的溶解度对于许多领域都非常重要，例如环境科学、化学工程、药物研发等。
而Henry定律是描述气体在液体中溶解的规律的一个重要定律。
一、Henry定律的基本原理Henry定律是由英国化学家William Henry于1803年提出的。
该定律表明，在一定温度下，气体在液体中的溶解度与气体的分压成正比。
换句话说，当气体与液体接触时，气体会以一定比例溶解进入液体中，溶解度与气体的分压线性相关。
二、Henry定律的数学表达式Henry定律的数学表达式可以写为：C = kP其中，C表示气体在液体中的溶解度（单位为摩尔/升），P表示气体的分压（单位为帕斯卡），k为Henry常数，是描述溶解度与分压之间关系的比例常数。
三、Henry定律的适用条件Henry定律在一定条件下适用，包括：1. 气体与溶剂之间没有化学反应发生；2. 溶液温度在一定范围内保持不变；3. 气体溶解度较低，即溶解度较小。
四、Henry定律的应用领域Henry定律在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的例子：1. 空气污染控制：了解污染物在水中的溶解度以及气体从水中脱附的速率，有助于评估和改善空气质量。
2. 化学工程：在化学反应中，根据Henry定律可以预测气体在液相中的溶解度，进而优化反应条件和提高反应效率。
3. 药物研发：药物吸收过程中，理解药物在体内的溶解度与分配情况，有助于药物的合理设计和优化。
4. 饮料工业：了解气体（如二氧化碳）在饮料中的溶解度，可以控制饮料的口感和气泡效果。
五、Henry定律的局限性虽然Henry定律在许多情况下是适用的，但也存在一些局限性：1. 当气体溶解度较高时，Henry定律近似成立，但不是完全准确的；2. 高压下、高浓度下或溶质分子之间存在相互作用等特殊情况下，Henry定律不再适用。
总结：Henry定律是描述气体在液体中溶解的定律，它在许多领域有着广泛的应用。
食品工程原理气缚现象
食品工程原理气缚现象食品工程原理中的气缚现象是指在加工过程中，食品中的气体被困在液体或固体中，形成气泡或气腔的现象。
这种现象对于食品的质量和口感有着重要影响。
本文将详细介绍气缚现象的原理、影响因素以及应对策略。
一、气缚现象的原理1. 气体溶解度：气体在液体中溶解度与温度、压力和溶液成分有关。
当温度升高或压力降低时，气体的溶解度会减小，容易形成气泡。
2. 水分迁移：水分是食品中常见的介质，它可以通过渗透作用从高浓度区域向低浓度区域迁移。
当水分从液相迁移到固相时，会带走一部分溶解在水中的气体，导致固相内部产生空隙和孔隙。
3. 物质变化：在食品加工过程中，由于物质之间的反应或转化，会产生大量气体。
在发酵过程中，微生物代谢产生二氧化碳；在面团中加入酵母后，酵母发酵产生的气体会被困在面团中形成气泡。
二、影响气缚现象的因素1. 温度：温度升高会降低液体中气体的溶解度，增加气泡形成的可能性。
2. 压力：压力的改变也会影响气体在液体中的溶解度。
当压力降低时，溶解在液体中的气体会逸出形成气泡。
3. 溶质浓度：溶液中溶质浓度越高，其溶解度越大，对气缚现象有一定抑制作用。
4. 物料性质：不同食品材料的物理和化学性质不同，对于气缚现象也有影响。
面粉中含有较多蛋白质和淀粉，在加工过程中容易发生物质变化产生气泡。
三、应对策略1. 控制温度和压力：根据食品加工过程的需要，合理控制温度和压力可以减少或增加气缚现象。
在面包烘烤过程中，适当提高烤箱温度和降低烤箱内部的湿度，可以促进面团中气泡的形成。
2. 调整溶质浓度：根据食品配方的要求，合理调整溶液中溶质的浓度可以控制气缚现象。
在酒类生产中，通过调整发酵液中的糖分浓度可以控制二氧化碳的产生量。
3. 控制物料性质：通过改变食品材料的物理和化学性质，可以影响气缚现象。
在面包加工过程中，添加面粉增强剂可以改善面团的弹性和延展性，减少气泡形成。
4. 合理工艺设计：在食品加工过程中，合理设计工艺流程和操作条件也是减少气缚现象的关键。
温度升高时气体的溶解度
温度升高时气体的溶解度
气体在液体中的溶解度会受到温度的影响。
通常来说,随着温度的升高,气体在液体中的溶解度会降低。
这是因为温度升高会增加气体分子的运动能量,使它们更容易从液体中逸出。
以二氧化碳在水中的溶解度为例,在0℃时,每升水可溶解约1.713克二氧化碳;而在20℃时,每升水只能溶解约0.878克二氧化碳。
可见,温度每升高20℃,二氧化碳在水中的溶解度就会减少近一半。
类似地,在碳酸饮料中,二氧化碳的溶解度也会随着温度升高而降低。
这就是为什么温暖的碳酸饮料会比冰镇的饮料"气味"更大的原因。
除了温度之外,气体的溶解度还会受到压力的影响。
一般来说,增大压力会提高气体在液体中的溶解度,而减小压力则会降低溶解度。
了解温度和压力对气体溶解度的影响,对于许多化学、生物和环境过程都有重要意义。
例如,它影响着海洋中溶解气体的分布,以及生物体内气体的运输和交换。
液体的溶解度
液体的溶解度液体的溶解度是指在特定温度下，溶质在溶剂中能够溶解的最大量。
溶解度的大小与物质的性质、温度和压力有关。
首先，溶解度与物质的性质有关。
不同物质的溶解度是不同的。
一般来说，极性物质容易溶解于极性溶剂，非极性物质容易溶解于非极性溶剂。
极性物质和非极性物质之间的溶解度通常较低。
此外，物质的分子量也会影响溶解度。
相同质量的两种物质，分子量较小的物质通常会溶解更多。
其次，溶解度与温度有关。
大多数物质的溶解度随着温度的升高而增加。
这是因为温度升高会增加分子的动能，使得分子间的空隙增大，从而使更多的溶质分子进入溶剂中。
但是也有例外情况，例如饱和溶液NaCl在高温下的溶解度反而会减少。
此外，溶解度还与压力有关，尤其是对气体溶解于液体的情况。
亨利定律表示气体在液体中的溶解度与气体分压成正比。
所以，增加气体的分压会导致更多的气体分子溶解于液体中。
对于溶解度的实验测定，常用的方法有饱和溶液法和电导法。
饱和溶液法是将溶质逐渐加入溶剂中，直到无法再溶解为止。
通过测定实验条件下达到饱和溶解度的物质质量与溶剂质量之比，可以得到溶解度的数值。
电导法则是通过测量溶液的电导率，来推测溶解度的大小。
溶解度的应用非常广泛。
例如在化学反应中，溶解度的大小可以影响反应速率和平衡位置。
在药物的制备和药效研究中，溶解度的大小对药物的吸收、分布和代谢有重要影响。
此外，溶解度还与环境污染和天然水体中的溶解物质的浓度有关。
总之，液体的溶解度是液体中溶质能够溶解的最大量。
溶解度的大小由物质性质、温度和压力等因素决定。
了解溶解度的相关知识，对于理解溶解现象、化学反应、药物制备和环境保护等方面都具有重要意义。
有关溶解度的研究将继续深入，为我们的生活和科学研究带来更多的启示和进步。
气态污染物控制技术基础概要
第七章气态污染物控制技术基础建议学时数：8学时（自学）教学重点掌握气体扩散、气体吸收、吸附和催化的基本原理和过程了解常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性教学难点学会设计吸收塔、吸附床和催化转化器教学内容1.气体扩散2.气体吸收3.气体吸附4.气体催化净化吸收净化法：是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来，净化废气的目的的一种方法。
吸收（1）物理吸收：较简单，可看成是单纯的物理溶解过程。
如：水吸收HCL、CO2等。
吸收限度取决于气体在液体中的平衡浓度；吸收速率主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度。
（2）化学吸附：吸收过程中组分与吸收剂发生化学反应。
如：碱液吸收CO2、SO2等；酸液吸收NH3等。
吸收限度同时取决于气液平衡和液相反应的平衡条件；吸收速率同时取决于扩散速度和反应速度。
异同点：同：两类吸收所依据的基本原理以及所采用的吸收设备大致相同。
异：一般来说，化学反应的存在能提高反应速度，并是吸收的程度更趋于完全。
结合大气污染治理工程中所需净化治理的废气，具有气量大，污染物浓度低等特点，实际中多采用化学吸收法。
本章涉及内容：①吸收的基本原理（复习）——主要讨论物理吸收；②化学吸收；③吸收法净化SO2废气；④吸收法净化其它废气。
§7-1吸收的基本理论吸收过程的实质是物质由气相转入液相的传质过程。
可溶组分在气液两相中的浓度距离操作条件下的平衡愈远，则传质的推动力越大，传质速率也越快，因此我们按气液两相的平衡关系和传质速率来分析吸收过程，掌握吸收操作的规律。
一、气液平衡—亨利定律1．气体在液体中的溶解度气体的溶解度是在100Kg水中溶解气体的千克数。
在恒定的T 、P 下，使一定量吸收剂与混合气体充分接触后，气、液两相最终可达平衡，此时v 吸收=v 解吸，这时()*=p f c其中：c ——可溶气体在溶液中的浓度(即平衡浓度或饱和浓度)，Kg/m 3； p*——被吸收气体在溶液面上的分压（称平衡分压或饱和分压），Kpa 。
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pi yi p kxi
（7-3）
式中，k是比例常数；对一定的溶质和溶剂，k仅与温度 有关，与组成xi无关。
能满足式（7-3）的溶解度值和分压值因系统而异，一 般的说，对许多常见系统的粗略规律是：分压不超过5bar或 10bar，溶解度不大于3%（摩尔分数）。
7.2 亨利定律及其热力学意义
关于溶解度的温度 效应，没有简单的通则 可循。
7.4 温度对气体溶解度的影响
7.4.2 溶解度温度效应和偏摩尔熵变之间的关系
如果知道一些关于溶解焓或溶解熵的信息，就可洞察 温度对溶解度的影响。
这里讨论比较简单的情况，即溶剂实际上不挥发以及 溶解度足够小，因而溶质的活度系数与摩尔分数无关的情 况。可以证明：
系数不变这一特征，构成了亨利定律的基本假设。
下标1代表溶剂； 下标2代表溶质。
7.2 亨利定律及其热力学意义
只要溶质的摩尔分数足够小，溶质的活度系数就几乎与 x2无关。
ln 2 通常可表示为（1-x2）的幂级数：
RT ln 2 A(1 x2 )2 B(1 x2 )3 （7-4）
现象： 亨利定律对某些系统即使在相当大的溶解度时仍有效， 而对于有些系统则在较小的溶解度时就不适用。
ln fiL p
T ,x
V mi RT
（7-5）
亨利常数的热力学定义：
Hi,溶剂
lim
xi 0
fiL xi
(在恒定的温度和压力下 ） （7-6）
将式（7-5）代入式（7-4），得：
ln Hi,溶剂 p
T
V mi RT
V mi
—溶质i在无限稀释
溶液中的偏摩尔体
积
（7-7）
7.3 压力对气体溶解度的影响
溶剂溶解度参数的减小而增长的趋势。
7.4 温度对气体溶解度的影响
7.4.3 溶解度温度效应和偏摩尔焓变之间的关系
ln 1
x2 T
p
H m2 R
H
L m2
H
G m2
R
分析方法和上节类似，这里只给出结论：
① 溶质和溶剂的内聚能密度差别越大，则混合焓越大，溶解 偏摩尔焓变为正值，溶解度随温度的升高而增加；
1
x2
f 纯L 2
f
G 2
expVmL2
1 2
RT
2
Φ12
f
L 纯
2
——虚拟的纯液体溶质的逸度；
1， 2 ——溶剂、溶质的溶解度参数；
Φ1 ——溶剂的体积分数。
7.5 气体溶解度的估算
7.5.3 由状态方程计算
基本条件是：状态方程必须适用于从零密度到液体密
度的溶质—溶剂混合物。
首先由状态方程计算出溶质在溶剂中的无限稀释逸度系
ln
f2 x2
ln H ( p1s ) 2,1
V m2 p RT
p1s
（7-9）
Krichevsky-Kasarnovsky方程。
7.3 压力对气体溶解度的影响
7.3.1 Krichevsky-Kasarnovsky方程
为说明Krichevsky-Kasarnovsky方程的应用和限制，来 研究Wiebe和Gaddy的N2在液氨中的高压溶解度数据。
当溶液的温度高于纯组分i的临界温度时， pis 的计算还
会遇到困难。在这种情况下，通常把纯组分i的饱和压力曲线 外推到高于临界温度的溶液温度。
如右图，虚拟液体的饱和 蒸汽压通常由饱和蒸汽压 对热力学温度倒数的半对 数图直线外推得到。
lg pis
虚拟流体 临界点
液体
1/T
7.1 气体的理想溶解度
由式（7-2）表示的理想溶解度有两个严重的缺陷：
这里只给出结果：
H p ( p1s )
s L,
2,1
12
V m2
p
n2
T ,V ,n1
p V T ,n1,n2 n2 0
A
RT 2
ln 2L
x2
p p1s ,T ,n2 0
需要可靠的稀薄混合物的状态方程。
7.4 温度对气体溶解度的影响
7.4.1 典型气体的亨利常数（bar）与温度的关系
7.5.4 定粒子理论计算气体的溶解度
如果总压不高，定标粒子理论给出：
Gmc
RT
6Y 1Y
2r2 r
18Y 2
1Y 2
r
1 2
2
ln 1
Y
（7-11）
式中， r a1 a2 2a1
Y a13N A
6Vm1
a1-溶质的硬球直径；a2-溶剂的硬球直径。
NA—阿伏伽德罗常数
7.5 气体溶解度的估算
因此更确切的说，溶质i的亨利定律应为：
fi i yi p Hi,溶剂 xi
H i ,—溶剂亨利常数，依赖于溶质i和溶剂的性质和温度，和组
成无关。
7.3 压力对气体溶解度的影响
7.3.1 Krichevsky-Kasarnovsky方程
压力效应在压力不大时可以忽略，但在高压下就不可忽
略。由热力学方程可以导出：
SmL2
R ln
x2
结论
7.4 温度对气体溶解度的影响
7.4.2 溶解度温度效应和偏摩尔熵变之间的关系
结论：
• 对溶解度很小的气体，偏摩尔熵变为正值，对溶解度很大 的气体，偏摩尔熵变为负值；
• 难溶气体的温度系数为正，溶解度随温度的升高而升高； • 易溶气体的温度系数为负。溶解度随温度的升高而下降； • 在溶解度不变时，气体溶解度温度系数的代数值，有随着
7.5.4 定粒子理论计算气体的溶解度
为了求 G mi ，先假定相互作用时没有熵的贡献；其次 假设某种描述溶质-溶剂分子间力的位能函数：
Gmi
32R
9Vm1
N
3
A 12 12
k
（7-12）
12和12—Lennard-Jones位能参数。
k—波尔兹曼常数
采用式（7-10）（7-11）（7-12）便可关联气体溶 解度数据。
① 如果A/RT=0, 则溶液是理想溶液，亨利定律在0~1全部浓 度范围内都适用。
② 如果A/RT比1小得多，则即使x2相当大，活度系数也没有 很大变化。
③ 如果A/RT很大，则即使x2不大，也会引起活度系数随组成 而显著的变化。
7.2 亨利定律及其热力学意义
式（7-3）中，亨利定律假设气相逸度等于分压，但这 个假设并不是必须的。第四章已经详细讨论过气相逸度的计 算，这个假设可以去除。
将由亨利定律求得的液相逸度与由通用方法求得的液相 逸度进行比较：
f
V i
fiL
pi yi p kxi
fi L i xi fiO
气相是理想的
fiV pi
f
L 2
kx2
H2,1
2x2
f2O
k
H2,1
2
f
O 2
又k与一x2无定关温，度故和活压度力系下数，标准态也逸必2 度须与f2xO2是无常关数。，正与是x活2无度关；
R
可以看出：如果溶液的偏摩尔熵变是正值，则溶解度随 温度的升高而增加，反之，就下降。
为了弄清这一熵变的意义，将它分成两部分：
Sm2
SmL2 SmG2
L
S m2
SmL2
（
S
L m
2是虚拟纯液体的熵）
右端第一项是纯气体的凝聚熵，一般是负值；
第二项是凝聚态溶质溶解的偏摩尔熵，假设理想混合：
L
S m2
H x * ( p1s )
2 2,1 2
KrichevskyIlinskaya方程
导出：
ln
f2 x2
ln H ( p1s ) 2,1
A RT
x12
1
V
m2
p RT
p1s
7.3 压力对气体溶解度的影响
7.3.3 状态方程计算Krichevsky-Ilinskaya方程的参数
如果实验数据不足，可利用状态方程计算KrichevskyIlinskaya方程的三个参数。
一是它与溶剂的性质无关，式（7-2）表明：在恒温和恒定 的分压下，气体在所有溶剂中具有相同的溶解度，实际并非 如此。
二是由式（7-2）预示：在恒定的分压下，气体的溶解度总 是随温度的升高而下降，这一预示通常是正确的但并非总是 正确的。
7.2 亨利定律及其热力学意义
亨利定律：在分压不大的情况下，气体在液相中的溶
解释：忽略式（7-4）中的高次项，只保留第一项时，系数A 是溶液非理想性的量度。如果A是正的，表明溶质和溶剂相 斥。如果A是负的，则A的绝对值可看作是溶质和溶剂形成 配位化合物倾向的量度。
7.2 亨利定律及其热力学意义
RT ln 2 A(1 x2 )2
A/RT的绝对值决定了亨利定律的适用范围。
第七章 气体在液体中的溶解度
7.1 气体的理想溶解度 7.2 亨利定律及其热力学意义 7.3 压力对气体溶解度的影响 7.4 温度对气体溶解度的影响 7.5 气体溶解度的估算
7.1 气体的理想溶解度
气体在液体中的溶解度由平衡方程确定。如果气相与液 相达到平衡，则任何组分i在各相的逸度必须相等：
fi气 fi液
（7-1）
要把上式转换成更实用的形式，最简单的方法是按拉乌 尔定律的形式进行重写。忽略所有的气相非理想性，忽略压 力对凝聚相的影响，忽略任何由溶质—溶剂相互作用引起的 非理想性,则平衡方程可大简化:
pi xi pis
（7-2）
由式（7-2）给出的溶解度xi，称为气体的理想溶解度。
7.1 气体的理想溶解度
ln 1
x2 T
p
H m2 R
H
L m2