《气体的溶解度》PPT课件.ppt

第六章 吸收,一、气体的溶解度二、亨利定律三、用气液平衡关系分析吸收过程,第二节 气液相平衡,一、气体的溶解度,1、气体在液体中溶解度的概念气体在液相中的溶解度：,2、溶解度曲线,气体在液体中的饱和浓度,吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。温度、溶液的浓度一定时，溶液上方分压越大的物质越难溶。对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。加压和降温对吸收操作有利。,二、亨利定律,1、亨利定律,E亨利系数，单位与压强单位一致。E值取决于物系的特性及温度；温度T上升，E值增大；在同一溶剂中，E值越大的气体越难溶。2、亨利定律的其他表示形式 1）用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的亨利定律,H溶解度系数，单位：kmol/m3Pa或kmol/m3atm。H是温度的函数，H值随温度升高而减小。易溶气体H值大，难溶气体H值小。H与E的关系,设溶液的密度为,，浓度为,，则,对于稀溶液，,2)气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律,m相平衡常数，是温度和压强的函数。温度升高、总压下降则m值变大，m值越大，表明气体的溶解度越小。,m与E的关系：,由分压定律知：,由亨利定律：,即：,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：,由,当溶液浓度很低时，X0，上式简化为：,亨利定律的几种表达形式也可改写为,例：在常压及20下，测得氨在水中的平衡数据为：0.5gNH3/100gH2O浓度为的稀氨水上方的平衡分压为400Pa，在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示，试求亨利系数E，溶解度系数H，及相平衡常数m。（氨水密度可取为1000kg/m3）解：,由亨利定律表达式知：,亨利系数为,又,，而,相平衡常数,溶解度系数为：,或由各系数间的关系求出其它系数,三、用气液平衡关系分析吸收过程,1、判断过程的方向,例：在101.3kPa，20下,稀氨水的气液相平衡关系为：,，若含氨0.094摩尔分数的混合气和组成,的氨水接触,确定过程的方向。解：,将其与实际组成比较：,气液相接触时，氨将从气相转入液相，发生吸收过程。或者利用相平衡关系确定与实际液相组成成平衡的气相组成,将其与实际组成比较：,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,气液相接触时，氨由液相转入气相，发生解吸过程。此外，用气液相平衡曲线图也可判断两相接触时的传质方向具体方法：已知相互接触的气液相的实际组成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：,以气相组成差表示的吸收推动力；,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。,组成为y1的混合气,塔底 x1增加,组成为：,组成为y1的混合气,塔顶y2降低,组成为：,