注册化工工程师专业考试化工原理考前辅导（19）
来源 :中华考试网 2016-03-22
中
对同一溶质，在相同的气相分压下，溶解度随温度升高而减小； 对同一溶质，在相同的气相分压下，溶解度随温度升高而减小； 2.对同一溶质，在相同的温度下，溶解度随气相分压的升高而增大。 对同一溶质，在相同的温度下，溶解度随气相分压的升高而增大。 对同一溶质 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。 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。
化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering
溶解度曲线：在一定温度、压力下， 溶解度曲线 在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液 在一定温度 相中的浓度的关系曲线。 相中的浓度的关系曲线。
1000 溶解度/[g(NH3)/1000g(H2O)] g(NH
0 oC 10
oC
250 溶解度/[g(SO2)/1000g(H2O)] g(SO 200 150 100 50 0 20 40 60 80
0 oC 10 oC 20 oC 30 oC 40 oC 50 oC
500
20 oC 30 oC 40 oC 50 oC
0
20
40
60 80 pNH3/kPa
100
120
pSO2/kPa
100
120
在相同条件下， 大得多。 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， 为易溶气体， 为中等溶解气体， 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 的条件下， 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)。 。
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8.2.2 亨利定律（Henry’s law） 亨利定律（ ）
当总压不太高时， 当总压不太高时，一定温度下的稀溶液的溶解度曲线近似为 直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成正比。 直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成正比。
p = Ex
*
—— 亨利定律
式中： 溶质在气相中的平衡分压， 式中： p* —— 溶质在气相中的平衡分压，kPa； ； x —— 溶质在液相中的摩尔分数； 溶质在液相中的摩尔分数； E —— 亨利系数，kPa。 亨利系数， 。 亨利系数的值随物系的特性及温度而异； 亨利系数的值随物系的特性及温度而异； 物系一定， 值一般随温度的上升而增大； 物系一定，E 值一般随温度的上升而增大； E 值的大小代表了气体在该溶剂中溶解的难易程度； 值的大小代表了气体在该溶剂中溶解的难易程度； 在同一溶剂中， 值很大， 值很小； 在同一溶剂中，难溶气体 E 值很大，易溶气体 E 值很小； E 的单位与气相分压的压强单位一致。 的单位与气相分压的压强单位一致。
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亨利定律其它表示方法
当气、液相溶质浓度用其它组成表示法表示时， 当气 、 液相溶质浓度用其它组成表示法表示时 ， 通过浓度 换算可得其它形式的亨利定律。 换算可得其它形式的亨利定律。常用的形式有 y = mx
*
1 p = c H
*
y* —— 与组成为 x 的液相呈平衡的气相中溶质的摩尔分数； 的液相呈平衡的气相中溶质的摩尔分数； c —— 溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3； 溶质在液相中的摩尔浓度， m —— 相平衡常数，m值越大，表明该气体的溶解度越小； 相平衡常数，m值越大 表明该气体的溶解度越小； 值越大， H —— 溶解度系数；kmol/(m3?kPa)，随温度升高而减小，易溶气体的 溶解度系数； ，随温度升高而减小，易溶气体的H 值很大，而难溶气体的H值很小 值很小。 值很大，而难溶气体的 值很小。
三个比例系数之间的关系： 三个比例系数之间的关系：
E m= P
cm H= E
cm =
ρ
Ms
为溶液的总浓度（ 式中 cm 为溶液的总浓度（kmol/m3）。 对于稀溶液，因溶质的浓度很小， 对于稀溶液，因溶质的浓度很小，因此 cm = ρ / Ms ，其中 ρ 为溶液的密度， 为溶剂的摩尔质量。 为溶液的密度，Ms 为溶剂的摩尔质量。
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亨利定律
在低浓度气体吸收计算中， 在低浓度气体吸收计算中，通常采用基准不变的摩尔比 Y（ 或 X ）表示组成。 表示组成。 （ 气相中溶质A的摩尔数 y Y= = 气相中惰气B的摩尔数 1 ? y
液相中溶质A的摩尔数 x X= = 液相中溶剂S的摩尔数 1 ? x
以摩尔比表示组成的相平衡关系
mX Y = 1 + (1 ? m) X
*
X —— 溶质在液相中的摩尔比浓度； 溶质在液相中的摩尔比浓度； Y* —— 与X 呈平衡的气相中溶质的摩尔比浓度。 呈平衡的气相中溶质的摩尔比浓度。 当 m 趋近 1 或当 X 很小时
Y * = mX
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溶解度曲线：在一定温度、压力下， 溶解度曲线 在一定温度、压力下，平衡时溶质在气相和液 在一定温度 相中的浓度的关系曲线。 相中的浓度的关系曲线。
1000 溶解度/[g(NH3)/1000g(H2O)] g(NH
0 oC 10
oC
250 溶解度/[g(SO2)/1000g(H2O)] g(SO 200 150 100 50 0 20 40 60 80
0 oC 10 oC 20 oC 30 oC 40 oC 50 oC
500
20 oC 30 oC 40 oC 50 oC
0
20
40
60 80 pNH3/kPa
100
120
pSO2/kPa
100
120
在相同条件下， 大得多。 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， 为易溶气体， 为中等溶解气体， 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 的条件下， 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)。 。
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8.2.2 亨利定律（Henry’s law） 亨利定律（ ）
当总压不太高时， 当总压不太高时，一定温度下的稀溶液的溶解度曲线近似为 直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成正比。 直线，即溶质在液相中的溶解度与其在气相中的分压成正比。
p = Ex
*
—— 亨利定律
式中： 溶质在气相中的平衡分压， 式中： p* —— 溶质在气相中的平衡分压，kPa； ； x —— 溶质在液相中的摩尔分数； 溶质在液相中的摩尔分数； E —— 亨利系数，kPa。 亨利系数， 。 亨利系数的值随物系的特性及温度而异； 亨利系数的值随物系的特性及温度而异； 物系一定， 值一般随温度的上升而增大； 物系一定，E 值一般随温度的上升而增大； E 值的大小代表了气体在该溶剂中溶解的难易程度； 值的大小代表了气体在该溶剂中溶解的难易程度； 在同一溶剂中， 值很大， 值很小； 在同一溶剂中，难溶气体 E 值很大，易溶气体 E 值很小； E 的单位与气相分压的压强单位一致。 的单位与气相分压的压强单位一致。
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亨利定律其它表示方法
当气、液相溶质浓度用其它组成表示法表示时， 当气 、 液相溶质浓度用其它组成表示法表示时 ， 通过浓度 换算可得其它形式的亨利定律。 换算可得其它形式的亨利定律。常用的形式有 y = mx
*
1 p = c H
*
y* —— 与组成为 x 的液相呈平衡的气相中溶质的摩尔分数； 的液相呈平衡的气相中溶质的摩尔分数； c —— 溶质在液相中的摩尔浓度，kmol/m3； 溶质在液相中的摩尔浓度， m —— 相平衡常数，m值越大，表明该气体的溶解度越小； 相平衡常数，m值越大 表明该气体的溶解度越小； 值越大， H —— 溶解度系数；kmol/(m3?kPa)，随温度升高而减小，易溶气体的 溶解度系数； ，随温度升高而减小，易溶气体的H 值很大，而难溶气体的H值很小 值很小。 值很大，而难溶气体的 值很小。
三个比例系数之间的关系： 三个比例系数之间的关系：
E m= P
cm H= E
cm =
ρ
Ms
为溶液的总浓度（ 式中 cm 为溶液的总浓度（kmol/m3）。 对于稀溶液，因溶质的浓度很小， 对于稀溶液，因溶质的浓度很小，因此 cm = ρ / Ms ，其中 ρ 为溶液的密度， 为溶剂的摩尔质量。 为溶液的密度，Ms 为溶剂的摩尔质量。
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亨利定律
在低浓度气体吸收计算中， 在低浓度气体吸收计算中，通常采用基准不变的摩尔比 Y（ 或 X ）表示组成。 表示组成。 （ 气相中溶质A的摩尔数 y Y= = 气相中惰气B的摩尔数 1 ? y
液相中溶质A的摩尔数 x X= = 液相中溶剂S的摩尔数 1 ? x
以摩尔比表示组成的相平衡关系
mX Y = 1 + (1 ? m) X
*
X —— 溶质在液相中的摩尔比浓度； 溶质在液相中的摩尔比浓度； Y* —— 与X 呈平衡的气相中溶质的摩尔比浓度。 呈平衡的气相中溶质的摩尔比浓度。 当 m 趋近 1 或当 X 很小时
Y * = mX
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