11.气体在液体中的溶解度
温度升高,气体溶解度减小的微观原因
温度升高，气体溶解度减小的微观原因
气体在液体中的溶解度随着温度的升高而减小的微观原因主要有两个方面：
1.动能增加：温度升高会增加液体内分子的平均动能，使得液体分
子之间的相互作用变弱。
对于溶解气体来说，溶解的过程涉及到气体分子与液体分子之间的相互作用。
当温度升高时，液体分子的动能增加，它们与溶解气体分子之间的吸引力减弱，导致气体分子从液体中脱离的速率增加。
因此，气体的溶解度随着温度的升高而减小。
2.溶液熵变增大：溶解气体分子进入液体会导致液体的熵减小，因
为溶解会导致气体分子在液体中的排列有序。
而温度升高会增加系统的熵，这意味着溶解气体的过程将变得不利于系统熵的增加。
根据吉布斯自由能的定义，当温度升高时，系统更倾向于具有更高的熵，因此对于溶解气体来说，温度升高会降低其溶解度。
综上所述，气体在液体中的溶解度随着温度升高而减小的微观原因主要包括液体分子间相互作用减弱导致气体分子逸出速率增加，以及溶解气体会减小液体的熵，而温度升高使系统更倾向于具有更高的熵。
气体溶解度公式
气体溶解度公式气体溶解度是指气体在液体中的溶解度，通常用溶解度来表示。
气体溶解度的大小与温度、压力、溶液成分等因素有关。
为了方便计算和研究，人们提出了气体溶解度公式。
一、亨利定律亨利定律是描述气体在液体中溶解度的基本定律之一。
它的表述为：在一定温度下，气体在液体中的溶解度与气体分压成正比。
即：C=kP其中，C为气体在液体中的溶解度，P为气体的分压，k为比例常数，称为亨利常数。
二、拉乌尔定律拉乌尔定律是描述气体在液体中溶解度的另一基本定律。
它的表述为：在一定温度下，气体在液体中的溶解度与气体的摩尔分数成正比。
即：C=xP其中，C为气体在液体中的溶解度，x为气体的摩尔分数，P为气体的分压。
三、亨利-拉乌尔定律亨利-拉乌尔定律是亨利定律和拉乌尔定律的综合应用。
它的表述为：在一定温度下，气体在液体中的溶解度与气体分压和气体的摩尔分数的乘积成正比。
即：C=kxP其中，C为气体在液体中的溶解度，x为气体的摩尔分数，P为气体的分压，k为比例常数，称为亨利-拉乌尔常数。
四、温度对气体溶解度的影响温度对气体溶解度有很大的影响。
一般来说，温度升高，气体在液体中的溶解度会降低；温度降低，气体在液体中的溶解度会增加。
这是因为温度升高会使液体分子的热运动加剧，液体分子与气体分子的相互作用力减弱，导致气体分子从液体中逸出，从而降低气体在液体中的溶解度。
五、压力对气体溶解度的影响压力对气体溶解度也有很大的影响。
一般来说，压力升高，气体在液体中的溶解度会增加；压力降低，气体在液体中的溶解度会降低。
这是因为压力升高会使气体分子在液体表面聚集，增加气体分子与液体分子的相互作用力，从而增加气体在液体中的溶解度。
综上所述，气体溶解度公式是描述气体在液体中溶解度的基本定律，包括亨利定律、拉乌尔定律和亨利-拉乌尔定律。
温度和压力是影响气体溶解度的重要因素，需要在实际应用中加以考虑。
5.2. 气液相平衡关系
图5-6 101.3kPa下SO2在水中的溶解度
由图5-6可知，当总压P、气相中溶质y 一定时，吸收温度下降，溶解度大幅度提高， 吸收剂常常经冷却后进入吸收塔。 结论： 加压和降温有利于吸收操作过程；而减 压和升温则有利于解吸操作过程。
图5-7 几种气体在水中的溶解度曲线
易溶气体：溶解度大的气体如NH3等称为易 溶气体； 难溶气体：溶解度小的气体如O2、CO2。 介乎其间的如SO2等气体称为溶解度适中 的气体。
结论： 降低操作温度，E、m，溶质在液相 中的溶解度增加，有利于吸收；
（y=mx）
压力不太高时，P, E变化忽略不计；但 m↓使溶质在液相中的溶解度增加，有利于吸 收。 （y=mx）
End
EM S
c HpA
c
* A
S pA
EM S
故
1000 21.27 -4 3 c 3.57 10 kmol/m 6 3.3110 18
* A
mA =3.57 10 32 1000=11.42g/m
-4
3
5.2.2. 相平衡关系在吸收过程中的应用
1．判断过程进行的方向与传质推动力：
x——溶质在液相中的摩尔分率。
讨论： T，E。
pA*一定时，E，x↓。
3）亨利定律的其他表达形式： （2） 式中： cA——溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3； H——溶解度系数，kmol/ （m3· kPa）； pA*——溶质在气相中的平衡分压，kPa。
cA p H
* A
（ 5-25）
图5-10 吸收推动力示意图
2．指明过程进行的极限
图5-11
吸收过程的极限
塔无限高、溶剂量很小的情况下：
吸收复习
气体的吸收一、 气体吸收复习题1．吸收分离操作的依据是什么？2．掌握气、液相组成的表达方式和相互之间的换算。
3．掌握亨利定律的应用以及各亨利系数E 、H 、m 之间的换算。
4．说明物系、温度、压强对亨利系数E 、H 、m 的影响以及对溶解度的影响。
5．理解分子扩散、涡流扩散和对流传质的意义，写出费克定律的表达式。
6．简述双膜理论的要点。
7．吸收推动力和阻力有哪些表示方法？何谓气相阻力控制和液相阻力控制，如何判断？8．说明吸收率的定义，吸收过程为什么常采用逆流操作？提高吸收速率的途径是什么？9．掌握吸收塔的物料衡算和最小液气比的确定方法。
10．液气比的大小对吸收操作有什么影响？适宜液气比的确定原则是什么？11．掌握填料层高度的计算方法。
熟悉传质单元高度和传质单元数的意义和影响因素。
12．掌握传质单元数的计算方法，当nVnL q q m 时，传质单元高度又如何确定？ 13．写出脱吸因数或吸收因数的定义，并说明脱吸因数或吸收因数对吸收操作的影响。
14．当吸收实际操作液气比小于最小液气比时，该吸收塔是否无法操作？为什么？15．当吸收塔的入塔液相浓度升高时，将对吸收操作有何影响？16．简述填料的作用并简述填料的作用和特性；填料塔是由哪几部分组成？17．填料的类型有哪些？填料塔的流体力学特性有哪些？二、 题型示例（一）填充题1．吸收是分离 的单元操作，它是利用混合气体中各组分在吸收剂中的 差异，而达到分离目的。
2．亨利系数E 的数值大小表示气体溶于液体中的难易程度。
亨利系数越大，气体在液体中的溶解度 。
3．相平衡常数m 与压强和温度有关，压强升高，m 值 ，温度升高，m 值 。
4．吸收操作和解吸操作都与温度和压强有关。
较 的温度和较 的压强对吸收操作有利；而较 的温度和较 的压强对解吸操作有利。
5．双膜理论认为：吸收质是以 扩散方式通过气液两膜，传质阻力主要集中在气液两膜内，所以双膜理论又称为 理论。
6．要获得同样浓度的气体溶液，对易溶气体所需的压强 ，而对难溶气体所需的压强 。
气体的溶解度
实际组成y和x，在x-y坐标
图中确定状态点，若点在 平衡曲线上方，则发生吸 收过程；若点在平衡曲线 下方，则发生解吸过程。
2、计算过程的推动力
当气液相的组成均用摩尔分数表示时，吸收的推动力可 表示为：
y y *：以气相组成差表示的吸收推动力；
x * x：以液相组成差表示的吸收推动力。
3、确定过程的极限
所谓过程的极限是指两相充分接触后，各相组成变化的 最大可能性。
增加塔高 组成为y1的混合气 塔底 x1增加 减少吸收剂用量
极限
组成为： x1 max
x1*
y1 m
塔顶y2降低 极限
组成为y1的混合气
增加塔高 增加吸收剂用量
*
组成为：y
2 min
y2 mx2
X Y x ,y 1 X 1 Y
由 y * mx得,
Y* mx * 1 x 1 Y
mx Y 1 (1 m) x
*
当溶液浓度很低时，X≈0， 上式简化为：
Y mX
亨利定律的几种表达形式也可改写为
*
P * x , c HP E y Y * * x , X m m
p y* P
由亨利定律： p * E x
E y x P
即：
E m P
3）用摩尔比Y和X分别表示气液两相组成的亨利定律
a) 摩尔比定义：
液相中溶质的摩尔数 x X 液相中溶剂的摩尔数 1 x
气相中溶质的摩尔数 y Y 气相中惰性组分的摩尔数 1 y
∴氨从气相转入液相，发生吸收过程。
若含氨0.02摩尔分数的混合气和 x=0.05的氨水接触，则
x * y / 0.94 0.02 / 0.94 0.021
化工原理--吸收习题及答案
吸收一章习题及答案一、填空题1、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____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。
N A = k y （y—y i) N A = K y (y—y e）2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总_________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________.增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e)_________。
大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2,入塔气体浓度y = 0。
06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。
1。
805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。
减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示,而操作线的斜率可用_________表示。
相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些,则塔的H OG将_________,N OG 将_________ (增加，减少，不变）。
不变增加8、吸收剂用量增加,操作线斜率_________,吸收推动力_________。
（增大,减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。
气体在液体中的溶解度
② 假如A/RT比1小得多，则虽然x2相当大，活度系数也没有 很大变化。
③ 假如A/RT很大，则虽然x2不大，也会引起活度系数随构成 而明显旳变化。
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 个假设并不是必须旳。第四章已经详细讨论过气相逸度旳计 算，这个假设能够清除。
当溶液旳温度高于纯组分i旳临界温度时， pis 旳计算还
会遇到困难。在这种情况下，一般把纯组分i旳饱和压力曲线 外推到高于临界温度旳溶液温度。
如右图，虚拟液体旳饱和 蒸汽压一般由饱和蒸汽压 对热力学温度倒数旳半对 数图直线外推得到。
lg pis
虚拟流体 临界点
液体
1/T
7.1 气体旳理想溶解度
由式（7-2）表达旳理想溶解度有两个严重旳缺陷：
2
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 压力对气体溶解度旳影响
7.3.3 状态方程计算Krichevsky-Ilinskaya方程旳参数
假如试验数据不足，可利用状态方程计算KrichevskyIlinskaya方程旳三个参数。
解度常与它旳气相分压成正比。
pi yi p kxi
（7-3）
式中，k是百分比常数；对一定旳溶质和溶剂，k仅与温 度有关，与构成xi无关。
能满足式（7-3）旳溶解度值和分压值因系统而异，一 般旳说，对许多常见系统旳粗略规律是：分压不超出5bar或 10bar，溶解度不不小于3%（摩尔分数）。
化工原理_吸收习题与答案
吸收一章习题及答案一、填空题1、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____________________，以传质总系数表达的速率方程为___________________________。
N A = k y (y-y i) N A = K y (y-y e)2、吸收速度取决于_______________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______________来增大吸收速率。
双膜的扩散速率减少气膜、液膜厚度3、由于吸收过程气相中的溶质分压总 _________ 液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的_________。
增加吸收剂用量，操作线的斜率_________，则操作线向_________平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y e）_________。
大于上方增大远离增大4、用清水吸收空气与A的混合气中的溶质A，物系的相平衡常数m=2，入塔气体浓度y =0.06，要求出塔气体浓度y2 = 0.006，则最小液气比为_________。
1.805、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将_________，操作线将_________平衡线。
减少靠近6、某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用_________常数表示，而操作线的斜率可用_________表示。
相平衡液气比7、对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将_________，N OG 将_________ (增加，减少，不变)。
不变增加8、吸收剂用量增加，操作线斜率_________，吸收推动力_________。
（增大，减小，不变）增大增大9、计算吸收塔的填料层高度，必须运用如下三个方面的知识关联计算：_________、_________、_________。
化工原理(吸收复习题)
B.减小
C.不变
D.不确定
20、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以液相组成差表示）为：____
A.X*—X
B.X—X*
C.Xi—X
D.X—Xi
21、在吸收操作中，吸收塔某一截面上的总推动力（以气相组成差表示）为：_______
A.Y*—Y
B.Y—Y*
C.Yi—Y
D.Y—Yi
22、在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分，其液气比 L/V 为 2.7，平衡关
A.变大
B.变小
C.不变
D.不确定
34、吸收过程产生的液泛现象的主要原因是：__________
A.液体流速过大
B.液体加入量不当
C.气体速度过大
D.温度控制不当
35、吸收塔中进行吸收操作时，应：___________
A.先通入气体后进入喷淋液体
B.先进入喷淋液体后通入气体
C.先进气体或液体都可以
D.增大喷淋量总是有利于吸收操作的
二、选择题
1、吸收操作的目的是分离__________
A.液体均相混合物
B.气液混合物
C.气体混合物
D.部分互溶的液体混合物
2、难溶气体的吸收是受____________
A.气膜控制
B.液膜控制
C.双膜控制
D.相界面
3、在吸收塔的计算中，通常不为生产任务所决定的是：_________
A.所处理的气体量
（C）完全相同
（D）均为 0
8、在一符合亨利定律的气液平衡系统中，溶质在气相中的摩尔浓度与其在液相中的
摩尔浓度的差值为：_____________
A.正值
B.负值
C.零
D.不确定
吸收试题库参考答案
吸收试题一、 填空题：1、溶解平衡时液相中___溶质的浓度___,称为气体在液体中的平衡溶解度;它是吸收过程的____极限____,并随温度的升高而____减小___,随压力的升高而___增大____。
2、压力____增大___，温度____降低_____，将有利于解吸的进行。
3、由双膜理论可知,____双膜___为吸收过程主要的传质阻力;吸收中,吸收质以_____分子扩散____的方式通过气膜,并在界面处____溶解____,再以____分子扩散____的方式通过液膜。
4、填料塔中,填料层的压降与_____液体喷淋量_____及_____空塔气速_____有关,在填料塔的△P/Z 与u 的关系曲线中，可分为____恒持液量区___、 ____载液区____及___液泛区____三个区域。
5、吸收操作的依据是____混合物中各组分在同一溶剂中有不同的溶解度____,以达到分离气体混合物的目的。
6、亨利定律的表达式Ex p =*，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。
7、对极稀溶液，吸收平衡线在坐标图上是一条通过 原 点的 直 线。
8、对接近常压的低溶质浓度的气液平衡系统，当总压增大时，亨利系数E ___不变___，相平衡常数m ___减小____，溶解度系数H ____不变_____。
9、由于吸收过程中，气相中的溶质组分分压总是___大于_____溶质的平衡分压，因此吸收操作线总是在平衡线的____上方_____。
10、吸收过程中，X K 是以___X * - X ___为推动力的总吸收系数，它的单位是___kmol/(m 2.s)__。
11、若总吸收系数和分吸收系数间的关系可表示为G L L k H k K +=11，其中L k 1表示___液膜阻力____，当___H/k G ____项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。
12、在1atm 、20℃下某低浓度气体混合物被清水吸收,若气膜吸收系数1.0=G k kmol/(m 2.h.atm),液膜吸收系数25.0=L k kmol/(m 2.h.atm),溶质的溶解度系数150=H kmol/(m 3.atm),则该溶质为易溶_气体,气相吸收总系数=Y K ____0.0997___kmol/(m 2.h.△Y)。
亨利定律计算溶解度
亨利定律计算溶解度摘要：1.亨利定律简介2.溶解度的计算方法3.影响溶解度的因素4.实际应用案例5.总结正文：亨利定律是描述气体在液体中溶解度的一种定律。
该定律由英国化学家威廉·亨利在19世纪提出，其基本表述为：气体在液体中的溶解度与该气体在液体表面上的分压成正比。
也就是说，溶解度（S）与气体分压（P）和液体的摩尔体积（Vm）有关。
亨利定律的表达式为：S = K × P，其中K为亨利常数。
在实际应用中，亨利定律可以帮助我们预测和计算气体在液体中的溶解度。
例如，当我们要研究某种气体在特定温度和压力下的溶解度时，可以通过亨利定律进行计算。
计算方法如下：1.确定气体的分压：根据实验条件，测量气体在液体中的分压。
2.确定液体的摩尔体积：根据液体的种类，查找其摩尔体积数据。
不同液体的摩尔体积不同，一般在24-38mL/mol之间。
3.计算亨利常数：根据气体的种类和温度，查找相应的亨利常数数据。
亨利常数通常随温度升高而减小。
4.计算溶解度：根据亨利定律公式S = K × P，将实验数据代入公式，得出气体在液体中的溶解度。
需要注意的是，亨利定律仅适用于气体在液体中的溶解，而不适用于固体或液体之间的溶解。
此外，实际应用中还应考虑其他影响溶解度的因素，如温度、压力、溶剂的性质等。
以二氧化碳在水中为例，随着温度的升高，二氧化碳在水中的溶解度会降低。
这是因为温度升高会导致气体分子的热运动加剧，从而降低其在液体中的溶解速度。
另外，增加压强会使气体在液体中的溶解度增加，因为压强的增大会使气体分子在液体中的扩散速度增加。
总之，亨利定律为我们提供了一种计算气体在液体中溶解度的方法。
通过掌握亨利定律及其影响因素，我们可以更好地理解和预测气体在液体中的溶解行为，为实际生产和科学研究提供参考。
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
平衡关系表达式亨利定律
p*＝Ex x＝p*／E y＝mx x＝y／m
m＝E y／p*
联立，得
对于理想气体，可用道尔顿分压定律,p*＝Py*
m Ey E Py P
（5）
（2）、E、H的关系
p*＝Ex p*＝c／H H＝c／Ex
联立得 C－x之间的关系
c x
MxMS(1x)
式中:ρ— 溶液的密度 kg/m3
M — 吸收质的分子量 MS — 溶剂的分子量
• 双膜理论的基本论点：
• 1、相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界 面。界面两侧各有一个很薄的有效滞流膜层。吸 收质以分子扩散方式通过此二膜层。
• 2、在相界面处气液两相平衡。
• 3、全部浓度变化集中在两个有效膜层内，在膜 层以外的气液两相中心区，由于流体充分湍动， 吸收质是均匀的，即两相中心区内浓度梯度为零。
• •
∴组分B的净流率=0。 ∴总体流动夹带组分B的流率为
NB
DБайду номын сангаасdCA
d
• 总体流动夹带A的流率为 ， NA"NB"C CBA
• （ＣＡ／ＣＢ可以理解为校正项，∵B的存在，减
小了A的自由流通，即在任一截面上，CB越大，
CA越小。即
NA" DA ddC AC CB A
•
• A在B中的净流率——实际吸收速率为：
N ART DA P P A Ad i P (P P P P A A)
NAD RT AIP nP P P PA Ai
DIA P n P Ai P A P Ai RTP P A(P P A ) i (P P A )
DAP PA PAi
RT (PPAI)(PPA)
InPPAi PPA
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。
化工原理下册复习题
蒸馏填空题1．溶液被加热到鼓起第一个气泡时的温度称为 泡点 温度。
2．气相混合物被冷却到有第一滴液滴析出时的温度称为 露点 温度。
4．最小回流比是指 (在达到一定分离要求的前提下)塔板数为无穷多时的回流比的极限值5．当分离要求和回流比一定时，过热蒸气进料的q 值最小，此时分离所需的理论板数 最多 。
6．对于二元理想溶液, 若轻组分含量越高, 则泡点温度越低7．对于二元理想溶液, 相对挥发度α大, 说明该物系 容易分离8．对于二元理想溶液, x-y 图上的平衡曲线离对角线越近, 说明该物系不容易分离9．完成一个精馏操作的两个必要条件是塔顶 液相回流 和塔底 上升蒸气 。
10．精馏操作中，再沸器相当于一块 理论板 板。
11．用逐板计算法求理论板层数时，用一次 相平衡 方程和操作线 方程就计算出一层理论板。
12．精馏操作中，当 q = 0.6 时, 表示进料中的 液相 含量为60%（摩尔分率）。
*13．某精馏塔操作时，若保持进料流率及组成、进料热状况和塔顶蒸气量不变，增加回流比，则此时塔顶产品组成D x 增加 ，塔底产品组成W x 增加 ，塔顶产品流率 减少 ，精馏段液气比 增加 。
14．某精馏塔的设计任务是：原料为F 、F x ，分离要求为D x 、W x 。
设计时若选定回流比R 不变，加料状况由原来的气液混合改为过冷液体加料，则所需的理论板数T N 减少 ，精馏段和提馏段的气液相流量的变化趋势V 不变 ，L 不变 ，'V 增加 ，'L 增加 。
若加料热状况不变，将回流比增大，理论塔板数T N 减少 。
15．用图解法求理论塔板时，在 、F x 、D x 、W x 、q 、R 、F 和操作压力p 诸参数中， _进料流量F _与解无关。
16． 当增大操作压强时，精馏过程中物系的相对挥发度 减少 ，塔顶温度 增加 ，塔釜温度 增加 。
*17．精馏塔结构不变,操作时若保持进料的组成 、流率、热状况及塔顶产品流率一定,只减少塔釜的热负荷,则塔顶D x _减少__,塔底W x _增大__,提馏段操作线斜率_增大_。
气体的溶解度实验气体在液体中的溶解度
气体的溶解度实验气体在液体中的溶解度气体的溶解度实验是研究气体在液体中的溶解程度的重要方法。
通过实验可以了解气体和液体之间的相互作用力，探索气体在不同条件下的溶解特性。
实验一：冷却法探究气体的溶解度首先，我们可以使用冷却法来研究气体的溶解度。
实验中需要的材料有小瓶子、温度计、溶质气体（如二氧化碳气体）等。
1. 将小瓶子倒置放在容器中，容器中装有溶剂（如水）。
2. 向小瓶子中注入溶质气体，并立即用螺旋状的密封胶封住瓶口。
3. 将整个装置放入冰水混合物中，使其冷却至低温。
4. 观察小瓶子内是否有气泡产生，以及溶质气体的溶解度。
通过这个实验，我们可以发现在低温下，气体的溶解度会增加，因为在低温下分子的运动减弱，相互作用力增强，气体分子更容易溶解在液体中。
实验二：压力法探究气体的溶解度除了冷却法外，我们还可以使用压力法来探究气体的溶解度。
实验中需要的材料有一定压力的溶质气体（如氢气）、液体容器和压力计等。
1. 将溶质气体通入装有溶剂的液体容器中。
2. 用螺旋状的密封胶密封容器的瓶口，以防气体泄漏。
3. 在装置中安装压力计，记录当前溶质气体的压强。
4. 观察压力计上的压强变化，以了解气体的溶解度。
通过这个实验，我们可以发现在较高的压力下，气体的溶解度会增加。
这是因为，在高压下气体分子更容易被液体分子吸引，导致更多气体溶解在液体中。
实验三：温度与压力综合实验为了更全面地了解气体的溶解度，我们可以进行温度和压力综合实验。
实验中需要的材料有装有溶质气体和溶剂的容器、温度控制装置（如恒温器）等。
1. 将装有溶质气体和溶剂的容器放入温度控制装置中。
2. 设置不同的温度和压力条件，调节温度控制装置中的温度和压力。
3. 观察气体在不同温度和压力下的溶解度。
通过这个实验，我们可以探索气体在不同条件下的溶解特性。
例如，我们可以发现在高温和低压条件下，气体的溶解度会降低；而在低温和高压条件下，气体的溶解度会增加。
总结起来，气体的溶解度实验可以通过冷却法、压力法以及温度与压力综合实验来进行。
§5.2平衡关系表达式—亨利定律
•
同样，对组分B的扩散速率为
N B
DA dCB
d
• 根据阿佛加得罗定律，在一定的温度、压强、体
• 积下，气体的分子数一定。
• ∴，
CA
CB
C总
P RT
常数（C
n) V
•
∵，
dCA
d
dCB
d
（dCA d (1 CB ) dCB ）
d
d
d
∴，
N
B
p*＝Ex x＝p*／E y＝mx x＝y／m
m＝E y／p*
联立，得
对于理想气体，可用道尔顿分压定律,p*＝Py*
m Ey E Py P
（5）
（2）、E／Ex
联立得 C－x之间的关系
c
x
Mx M S (1 x)
式中:ρ— 溶液的密度 kg/m3
'
DA
dCA
d
B由相界面向气流主体方向扩散，与A的扩散方向相反。 相界面压力Pi<P（因为溶质扩散到相界面即被溶解）由于 有ΔP存在，就出现了总体流动，—A、B组分一起向界面 流动，总体流动夹带B的量恰巧与B的分子扩散量相等，
• •
∴组分B的净流率=0。 ∴总体流动夹带组分B的流率为
N
B
• 即：界面两侧存在稳定的有效滞流膜层吸收质 以分子扩散方式通过二膜层的假设不成立。
• 针对双膜理论的局限性，后来相继提出了一些 新理论，如，溶液渗透理论，表面更新理论等。
这些新理论对相际传质过程中的界面状况，流
体力学因素等影响因素的研究和描述有所前进，
但目前仍不能据此进行传质设备的计算或解决 其它实际问题。
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。
吸收过程的相平衡关系
吸收过程的相平衡关系
1. 亨利定律表达式
当总压不太高（小于500kPa）时，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摩尔分数成正比，其比例系数称为
亨利系数。即
pA*=Ex
（7-1）
式中pA*——溶质在气相中的平衡分压，kPa
x——溶质在液相中的摩尔分数；
E——亨利系数，kPa
式(7-1)称为亨利定律。亨利系数E值由实验测定，它与物系、
操作温度等因素有关。常见物系的E值可由有关手册查出。表7-1列
出某些气体水溶液的亨利系数。
吸收过程的相平衡关系
吸收过程的相平衡关系
吸收过程的相平衡关系
亨利系数E的大小表示气体在液体中溶 解的难易程度，在一定温度下，易溶气体E 值小，难溶气体的E值大。当物系一定时， E随温度而变化。一般来说E值随温度升高 而增大，这说明气体的溶解度随温度升高 而减小。压力对E值的影响很小，一般不予 考虑。
吸收过程的相平衡关系
（2）对同一溶质，在相同的气相分压下，温度下降，溶解度
大幅度提高。例如，二氧化硫在温度为0℃，分压为60kPa时，
1000kg
148kg。因此，降低吸收温度，有利于
吸收过程的进行，所以吸收剂常常经冷却后进入吸收塔。
（3）对于同一种溶质，在一定的温度下，气相分压越大，溶 解度越大,如二氧化硫在0℃，分压为100kPa时，1000kg水中的溶 解量为230kg。因此，增加溶质在气相中的分压，将有利于吸收， 故吸收操作通常在加压条件下进行。
吸收过程的相平衡关系
气体在液体中的溶解度与物系的种类、操 作温度、操作压力有关，通常由实验测定。由 实验结果绘成的曲线称为溶解度曲线，气体在 液体中的溶解度曲线可从有关书籍、手册中查 得。图7－1、图7－2和图7－3分别表示了在 总压不高时氨、二氧化硫和氧在水中的溶解度 曲线（以温度为参数）。
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教学
反思
在相同条件下，NH3在水中的溶解度较SO2大得多。用水作吸收剂时，称NH3为易溶气体，SO2为中等溶解气体，溶解度更小的气体则为难溶气体(如O2在30℃和溶质的分压为40kPa的条件下，1kg水中溶解的质量仅为0.014g)。
小组代表发言
结论：加压和降温有利于吸收操作，
反之，减压和升温有利于解吸操作。
聆听并分析下图总结规律
相平衡具有动、定、变的特点。
2.气体的溶解度
（1）平衡状态下气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压，与之对应的液相浓度称为平衡浓度或气体在液体中的溶解度。这时溶液已经饱和，即达到了它在一定条件下的溶解度，也就是指气体在液相中的饱和浓度，习惯上以单位质量（或体积）的液体中所含溶质的质量来表示，也表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。
3.上网了解气体在液体中的溶解度的有关资料。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
时间
复习回顾
导入新知
复习：化学平衡有哪些特点？
导入：今天我们来学习，和化学平衡具有相同特点的一种新的平衡---相平衡。
学生回答：化学平衡具有动、定、变的特点。
讲授新知
1.相平衡
如果把氨气和水共同封存在容器中，令体系的压力和温度维持一定，由于氨易溶于水，氨的分子便穿越两相界面进入水中，但进到水中的氨分子也会有一部分返回气相，只不过刚开始的时候进多出少。水中溶解的氨量越多，浓度越大，氨分子从溶液逸出的速率也就越大，直到最后，氨分子从气相进入液相的速率便等于它从液相返回气相的速率，氨实际上便不再溶解进水里，溶液的浓度也就不再变化，这种状态称为相际动平衡，简称相平衡或平衡。
3.情感态度与价值观：
激发学生学习的兴趣；培养学生的好奇心，鼓励学生积极寻求答案，培养学生正确的科学态度。
教学重点
气体的溶解度及其影响因素
教学难点
气体溶解度曲线的分析
教学方式
以PPT展示、黑板讲授相结合为主，启发、提问、讨论等多种方法相结合。
课前准备
1.全班分为8个学习小组，选好小组长；
2.多媒体课件ppt；
课堂练习
见PPT
点评学生练习情况
学生完成练习
总结
1.相平衡：具有动、定、变的特点。
2.气体的溶解度：习惯上以单位质量（或体积）的液体中所含溶质的质量来表示。
3.溶解度曲线：表示在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液相中的浓度关系的曲线称为溶解度曲线。加压和降温有利于吸收操作，反之，减压和升温有利于解吸操作。
（2）在温度和压力一定的条件下，平衡时的气、液相组成具有一一对应关系。
理解有关的基本概念
背诵气体在液体中的溶解度的表示方法。
讲授新知
3.溶解度曲线
表示在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液相中的浓度关系的曲线称为溶解度曲线。
溶解度随物系、温度和压强的不同而异，通常由实验测定。
分析下面三个溶解度曲线并总结规律：
《气体在液体中的Βιβλιοθήκη 解度》教学设计课程名称化工单元操作
课题
气体在液体中的溶解度
授课对象
中职二年级学生
课型
理论课
授课人数
48人
课时
1
教材分析
教学目标
1.知识与技能：
通过学习，学生能了解气体在液体中的溶解度，掌握有利于气体吸收的条件。
2.过程与方法：
学生能通过本节课的学习，分析解决实际问题，培养合作意识和创造性思维能力。