T=298K时,大气中含水量为1g/m的3次方, O3 亨利系数为1.13×10-3mol/(L·atm),求证两相平衡时,该气体的气液两相分配比?
时间: 2024-04-03 08:32:21 浏览: 27
首先将大气中的水分压转化为摩尔分数,其分子量为18 g/mol,因此:
水分压 = 1 g/m^3 / 18 g/mol / (1 L/m^3) / (8.314 J/(mol·K) × 298 K) ≈ 1.5×10^-5 atm
然后根据亨利定律,气相中O3的浓度与液相中O3的浓度成正比,比例系数为亨利系数。因此:
液相中O3的浓度 = O3的分压 / 亨利系数
而根据气体状态方程,O3的分压可以表示为:
O3的分压 = p - 水分压
其中,p为大气总压强,因此:
液相中O3的浓度 = (p - 水分压) / 亨利系数
综上所述,该气体在气液两相中的分配比为:
气液两相分配比 = 气相中O3的浓度 / 液相中O3的浓度
= 亨利系数 / [(p - 水分压) / 1.13×10^-3]
= 1.13×10^-3 / [(p - 1.5×10^-5) atm]
其中,p为大气总压强,单位为atm。
需要注意的是,亨利定律只适用于气体的低浓度情况,因此上述计算结果仅在O3浓度较低的情况下成立。如果气相中O3的浓度很高,那么就需要考虑气体的非理想性以及液体的溶解度等因素,计算相平衡时会更加复杂。