注册化工工程师专业考试化工原理考前辅导（18）
来源 :中华考试网 2016-03-22
中
8.2 吸收过程的相平衡关系
气体吸收是一种典型的相际间的传质过 程，气液相平衡关系是研究气体吸收过程的 基础，该关系通常用气体在液体中的溶解度 基础，该关系通常用气体在液体中的溶解度 及亨利定律表示。 亨利定律表示。 表示
化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering
8.2.1 气体在液体中的溶解度
如果把氨气和水共同封存在容器中， 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， 体系的压力和温度维持一定，由于氨易溶于 氨的分子便穿越两相界面进入水中， 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， 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。 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， 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 氨实际上便不再溶解进水里， 率，氨实际上便不再溶解进水里，溶液的浓 气体溶解示意图 相际动平衡， 度也就不再变化，这种状态称为相际动平衡 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。 简称相平衡或平衡。
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气体的溶解度
在温度和压力一定的条件下，平衡时的气、 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 气体的溶解度 对应关系。 对应关系。 平衡状态下气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压， 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 溶解度。 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， 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） 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， 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。 达到的极限程度。 在一定温度下达到平衡时， 在一定温度下达到平衡时，溶液的浓度随气体压力的增加而增 如果要使一种气体在溶液中里达到某一特定的浓度， 加。如果要使一种气体在溶液中里达到某一特定的浓度，必须 在溶液上方维持较高的平衡压力。 在溶液上方维持较高的平衡压力。 气体的溶解度与温度有关，一般来说， 气体的溶解度与温度有关，一般来说，温度下降则气体的溶解 度增高。 度增高。
气体吸收是一种典型的相际间的传质过 程，气液相平衡关系是研究气体吸收过程的 基础，该关系通常用气体在液体中的溶解度 基础，该关系通常用气体在液体中的溶解度 及亨利定律表示。 亨利定律表示。 表示
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8.2.1 气体在液体中的溶解度
如果把氨气和水共同封存在容器中， 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， 体系的压力和温度维持一定，由于氨易溶于 氨的分子便穿越两相界面进入水中， 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， 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。 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， 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 氨实际上便不再溶解进水里， 率，氨实际上便不再溶解进水里，溶液的浓 气体溶解示意图 相际动平衡， 度也就不再变化，这种状态称为相际动平衡 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。 简称相平衡或平衡。
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气体的溶解度
在温度和压力一定的条件下，平衡时的气、 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 气体的溶解度 对应关系。 对应关系。 平衡状态下气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压， 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 溶解度。 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， 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） 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， 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。 达到的极限程度。 在一定温度下达到平衡时， 在一定温度下达到平衡时，溶液的浓度随气体压力的增加而增 如果要使一种气体在溶液中里达到某一特定的浓度， 加。如果要使一种气体在溶液中里达到某一特定的浓度，必须 在溶液上方维持较高的平衡压力。 在溶液上方维持较高的平衡压力。 气体的溶解度与温度有关，一般来说， 气体的溶解度与温度有关，一般来说，温度下降则气体的溶解 度增高。 度增高。