气体的临界常数及在水中的溶解度
气体溶解实验研究气体在溶液中的溶解度
气体溶解实验研究气体在溶液中的溶解度气体的溶解度是指在一定温度和压力条件下，气体分子在溶液中溶解的程度。
研究气体在溶液中的溶解度对于理解物质的溶解行为以及应用于化学工业等领域具有重要意义。
在化学实验室中，我们可以通过一些简单的实验来研究气体的溶解度。
一种常见的实验是研究二氧化碳在水中的溶解度。
首先，我们需要准备两个玻璃容器，一个装满水，另一个置入玻璃纸片和少量的洗洁精。
将纸片浸湿并挂在容器内壁上，然后高度标记两个容器。
接下来，我们用一个吸管将二氧化碳气体从气瓶中抽出，并快速地用塞子封住封有洗洁精的容器。
在实验开始前，记录下容器内二氧化碳气体的压强。
随后，我们可以观察到纸片上的气泡开始冒出，并逐渐增多。
通过观察气泡的数量和大小，我们可以推测二氧化碳在水中的溶解度。
此外，实验中我们还可以通过改变温度和压强来研究气体在溶液中的溶解度。
根据沙斯顿定律，气体溶解度与温度成反比，因此在不同温度下进行实验可以观察到不同的溶解度。
同样地，改变气体的压强也可以影响气体的溶解度。
根据亨利定律，气体溶解度与气体分压成正比。
因此，通过改变压强，我们可以探究气体在不同条件下的溶解度差异。
值得注意的是，气体溶解度还受到其他因素的影响，比如溶液的成分和pH值。
对于不同的气体和溶剂，有不同的溶解度。
例如，氧气在水中的溶解度大约是氮气的三倍。
另外，当溶液的pH值改变时，气体溶解度也会受到影响。
比如，二氧化碳在碱性溶液中的溶解度比在酸性溶液中高。
通过深入研究气体在溶液中的溶解度，我们可以更好地理解溶解现象，并在实际应用中发挥积极作用。
例如，在矿泉水工业中，了解二氧化碳在水中的溶解度有助于调整饮料的气味和口感。
此外，在环境领域中，了解氧气在水中的溶解度可以帮助我们更好地监测水体中的氧气含量，从而评估水质的好坏。
总之，气体溶解实验是一种研究气体在溶液中溶解度的重要方法。
通过改变温度、压强以及溶液的成分和pH值等因素，我们可以更深入地了解气体溶解的规律。
丙烷
临界压力
4.25mPa,42.49bar,41.93atm,616.27psia
9
临界体积
202.9cm3/mol
10
临界密度
0.2174g/cm3
11
临界压缩系数
0.280
12
偏心因子
0.152
13
液体刻密度,25℃时
0.493g/cm3
14
液体热膨胀系数,25℃时
0.00321 1/℃
15
表面张力,25℃时
7.02×10-3N/m,7.02dyn/cm
16
气体密度,101.325 kPa(atm)和70oF(21.1℃)时
1.826kg/m3,0.114 1b/ft3
17
气体相对密度,101.325 kPa(1atm)和70oF时(空气=1)
1.523
18
汽化热,沸点下
426.34kj/kg,183.33BTU/1b
28
气体摩尔吉布斯生成能,25℃时
-23.47kj/mol
29
溶解度参数
13.091j/cm3)0.5
30
液体摩尔体积
75.642cm3/mol
31
在水中的溶解度,25℃时
62.4×10-6( ω )
32
辛醇-水分配系数,lgKow
2.36
33
在水中的亨利定律常数,25℃时
3850MPa/x,37998atm/(x)
45
美国国立职业安全与卫生研究所(NIOSH)推荐浓度值
1000×10-6(φ
2
化学式
C3H6
3
CAS注册号
74-98-6
4
相对分子质量
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。
几种常见气体特性
-34.6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ144
7.71
0.276
2.49
液化石油气 低碳数的烃类混合物。组成主要有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯以及少量的戊烷、戊烯等。常温常压下为气体，无色透 明，在气态下比空气重2倍，膨胀系数较大，汽化后体积膨胀250-300倍左右；闪点、沸点都在0 ℃以下。爆炸范围一般在1.5-12% liquefied petroleum gas （体积） 溶解乙炔 -80.8 acetylene 35.18 6.1393 无色、易燃、易爆。15℃时与丙酮的溶 爆炸极限（体积含量）：在空气中为 0.9107(相 解比为1：25。可以用电石制成、也可 2.5-80%：在氧气中为2.3-93%。易与氢 0.271 、氧、铜、银等发生反应；可在各种条 对于空气) 通过天然气、原油等分解来制取。 件下聚合；分解时发热，因而也可引起 爆炸。
可燃性气体，化学性质活泼，
低压液化气体(tc>70℃) 氯 chlorine 氨 -33.35 ammonia 二氧化硫 sulfur dioxide -10 157.5 7.8821 0.268 2.927 132.4 11.298 0.242 0.771 -35℃～-40℃的常压下可以液化为黄绿 当空气中含有0.25mg/L浓度的氯气时， 色透明液体。化学性质活泼、是一种强 就可使人在30分钟后死亡；在液态时膨 氧化剂，遇水生成盐酸和次氯酸 胀系数较大，在0-60℃范围内，满量充 装时，温度每升高1℃，容器内压力上升 0.87-1.42 kg/cm2 无色、有强烈刺激性臭味的气体，汽化 氨很容易溶于水，在常温下1体积水可以 潜热大 溶解700体积的氨，同时放出大量的热； 氨中含有水分对锌、铜以及合金等有较 强的腐蚀作用 无色、有刺激性臭味的气体.对人体有 毒、有害；在常温下加压到0.4 Mpa就 可液化成无色液体
真实气体的液化及临界参数
对应状态原理： 当不同气体有两个对比参数相等时，第三个对比
参数也将(大致)相等。
3. 普遍化压缩因子图
将对比参数引入压缩因子，有：
Z
pVm RT
pcVm,c RTc
prVr Tr
Zc
prVr Tr
Zc 近似为常数（Zc 0.26~0.29 ) 当pr , Vr , Tr 相同时，Z大致相同，
Z = f (Tr , pr ) 适用于所有真实气体
•
(0.035+0.025)×8.314×373.15
=
Pa
2.0×10-3
•
• =93.07kPa < 101.325kPa
• 所以H2O肯定为气态 • 定T，pB < pB*，B液体蒸发为气体至pB = pB*
2. 临界参数
由表1.3.1可知：p*=f (T) T ，p*
当T＝Tc 时，液相消失，加压不再可使气体液化。 临界温度 (Tc或tc)：使气体能够液化所允许的最高温度
Z
Vm ห้องสมุดไป่ตู้m
真实 理想
理想气体 Z＝1 真实气体 Z < 1 ： 比理想气体易压缩
Z > 1 ： 比理想气体难压缩
在一定的T，p下，某真实气体的Vm，真实大于理想 气体的Vm，理想，则该气体的压缩因子Z（）
a. >1 b. <1 c. =1 d. 无法判断
答案：a
临界点时的 Zc :
Zc
pcVm,c RTc
a. 气 b. 液 c. 气-液两相平衡 d. 无法确定其状 态
答案：a
3. 真实气体的 p-Vm 图及气体的液化
三个区域： T > Tc T < Tc T = Tc
气体溶解度实验研究气体的溶解度及相关因素
气体溶解度实验研究气体的溶解度及相关因素气体溶解度是指气体在液体中溶解的能力或程度。
它是一个重要的物理化学性质，影响着许多自然和工业过程。
通过实验研究气体的溶解度以及影响溶解度的因素，我们可以深入了解气体溶解的本质，为实际应用提供重要的依据。
一、溶解度实验方法1.实验材料- 气体样品（如氧气、二氧化碳等）- 溶剂（如水、酒精等）- 适量的容器（如试管、烧瓶等）- 称量器具（比如天平）2.实验步骤- 准备好所需的实验材料。
- 将容器装满溶剂，并控制好温度。
- 将气体样品小心地导入溶剂中，可以用气体压力或吸管等方法。
- 定期搅拌溶液，以促进气体与溶剂的接触。
- 测量溶液中溶解气体的重量或体积。
- 记录实验数据，计算得到气体的溶解度。
二、气体溶解度与温度的关系温度是影响气体溶解度的重要因素之一。
实验研究发现，随着溶剂温度的升高，气体的溶解度减小；相反，溶剂温度降低，则气体溶解度增加。
这种现象可以通过热力学理论解释。
在高温下，溶剂的分子热运动剧烈，分子间的作用力减弱，导致气体分子容易逸出溶液，溶解度降低。
而在低温下，溶剂的分子热运动减弱，分子间的作用力增强，使气体分子更容易被溶解，溶解度增加。
三、气体溶解度与压力的关系压力也是影响气体溶解度的重要因素。
根据亨利定律，溶解度与气体压力成正比。
实验表明，当气体压力增加时，溶解度也会相应增加；反之，气体压力降低，则溶解度减小。
亨利定律的解释是，气体分子在高压下更容易与溶剂分子发生相互作用，从而使气体分子能够更多地溶解在溶液中。
而在低压下，气体分子与溶剂分子的相互作用减弱，溶解度减小。
四、气体溶解度与溶剂的性质除温度和压力外，溶解度还受溶剂的性质影响。
实验研究发现，不同气体在不同溶剂中的溶解度有显著差异。
溶剂的极性和分子间力对气体的溶解度有重要影响。
例如，极性溶剂对极性气体的溶解度较高，而对非极性气体的溶解度较低。
另外，溶剂的酸碱性质、溶液的浓度以及其他化学特性也会影响气体的溶解度。
化工热力学常用数据手册
常用数据手册D. R. Lide，“CRC Handbook of Chemistry and Physics”，77th ed.，ChemicalRubber Co，该手册是美国化学橡胶公司（Chemical Rubber Co，简称CRC）出版的一部著名化学和物理学科的工具书。
它初版于1913年，以后逐年改版，内容不断完善更新。
该手册资料丰富，查阅方便，为人们提供了可靠的常用基础数据。
全书由目录、正文、附录和索引组成，正文分16个部分。
其中：第3部分是有机化合物的物理常数。
主要内容是有机化合物的物理常数表，收录了1.5万多种有机化合物的物理常数。
第4部分是元素和无机化合物的性质。
主要内容为元素和各种化合物的物理和化学性质、无机化合物的物理常数表。
第5部分是热力学、电化学和动力学。
主要内容有化学物质的标准热力学性质、某些有机化合物的燃烧焓、无机化合物的融化焓、电解质水溶液的当量导电率、电解质的溶解焓等。
第6部分是流体的性质，汇集了流体的各种物理和化学数据。
主要内容有流体的热物理性质、蒸气压、气体在水中的溶解度、某些化合物的临界常数、沸点、熔点、无机物和有机物的气化焓、共沸混合物、流体的粘度等。
第7部分是生物化学和营养。
第8部分是分析化学，包括试剂的制备、酸碱盐的标准溶液、有机分析试剂、酸碱指示剂、荧光指示剂、电化次序、酸碱在水溶液中的解离常数，溶解度表等。
J. A. Dean; “L ange’s Handbook of chemistry”，14th ed，McGraw-Hill New York，1992这是一本著名的化学数据手册，1934年发行第一版。
正文以表格形式为主，共分为11个部分。
其中有(9)热力学性质和(10)物理性质。
每一部分的前面有目次表，书末有主题索引。
该手册的第13版有中译本，名为《兰氏化学手册》，由尚久方等翻译，1991年3月科学出版社出版。
R. C. Reid et.al.，“The properties of Gases and Liquids，” Fourth ed.，McGraw-Hill，New York，1987该书共分11个部分：(1)物理性质的估算；(2)纯组分常数，包括临界性质、偏心因子、沸点、熔点及偶极矩；(3)纯气体的PVT关系；(4)混和物的容积性质；(5)热力学性质；(6)理想气体热力学性质；(7)纯液体的蒸气压和蒸发焓；(8)多组元系统的流体相平衡；(9)粘度；(10)导热系数；(11)表面张力。
第四章溶解气体
不饱和程度、水面扰动状况、表面积
* 气体溶解与影响因素之间的关系
1） 水中氧气的不饱和度成正比。 2） 扰动状况相关。与水的运动：如波浪、潮汐、河流
的流动。（增加气—液界面接触面） 3） 表面积越大，溶解速率越快。 4） 与风力成正比（增加气—液界面接触面） 5） 当大气的氧气分压或雨水中的氧气分压高于水体中
* 二、水中氧气的消耗
1、鱼、虾等养殖生物呼吸 2、水中微型生物耗氧 3、底质耗氧 4、逸出
1、鱼、虾等养殖生物呼吸
耗氧量=mg/（尾×单位时间） 耗氧率=mg/（每g鱼体重×单位时间）
黄良敏, 谢仰杰, 刘涛等. 条纹斑竹 鲨耗氧率的研究. 集美大学学报(自 然科学研究). 2005,10(4):305310.
1）（日或季）变化明显：
日变化：白天十几小时增氧，晚上反而耗氧。
季变化：养鱼池（哈尔滨）冬季光合作用产氧速率表 层0.21～12.45，平均2.34～2.11mg•L-1•d-1，仅为 夏季的11～13%
2）水层差别大。
一般河流、湖泊 表层 夏季
表层是中层的4-100倍， 平均16倍
产氧速率 0.5-10g/m2•d
• 研究养鱼池的“水呼吸”耗氧速率的大小，对于了解池 塘溶解氧的变化规律，建立溶解氧周日变化的动态方程， 测报溶氧,预防浮头都具有重要的理论和实际意义.
• 水呼吸耗氧的测定：
a. 2个瓶子，一黑一白； b. 同一水层取水； c. 测白瓶中的含氧量，同时黑瓶沉入取水水层； d. 一定时间后，取出黑瓶测定含氧量； e. 白瓶减黑瓶，单位换算求得水呼吸耗氧量。
23.2mg/L
101.325kPa
道尔顿分压定律： PB=PT× ΦB
=1.2atm×40% =101.325kPa/atm×1.2atm×40%
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氯二氟甲烷
Chlorodifluoromethane
CHClF2
96.0
4.9768
0.525
2
氟二氯甲烷
Fluorodichloromethane
CHCl2F
178.5
5.1673
0.522
3
氯 仿
Chloroform
CHCl3
263.4
5.4712
0.5
4
氟三氯甲烷
Fluorotrichloromethane
C3H6O2
233.7
4.6941
0.325
51
乙酸乙酯
Ethyl acetate
C4H8O2
250.1
3.8491
0.308
52
乙酸丙酯
Propyl acetate
C5H10O2
276.2
3.3628
0.269
53
乙酸丁酯
n-Butyl acetate
C6H12O2
306.0
-
-
54
乙酸异丁酯
i-Butyl acetate
CCl3F
198.0
4.4074
0.554
5
四氯化碳
Carbon tetrachloride
CCl4
283.2
4.5594
0.558
6
三氟甲烷
Fluoroform
CHF3
25.74
4.8360
0.525
7
二溴甲烷
Methylene bromide
CH2Br2
331.0
7.1937
-
8
二氯甲烷
Dichloromethane
0.351
31
乙酸酐
Acetic anhydride
(CH3CO)2O
296.0
4.6812
-
32
溴乙烷
Bromoethane
C2H5Br
230.7
6.2311
0.507
33
氯乙烷
Monochloro ethane
C2H5Cl
187.2
5.2686
-
34
乙 烷
Ethane
C2H6
32.28
4.8795
0.558
20
三氟乙烯
Trifluoroethene
C2HF3
271.0
5.0153
-
21
乙 腈
Acetonitrile
C2H3N
274.7
4.8329
0.237
22
乙 炔
Acetylene
C2H2
35.18
6.1389
0.231
23
乙 醛
Aldehyde
CH3CHO
188.0
-
-
24
1,2-二氯乙烯
42
丙 烯
Propylene
C3H6
91.8
4.6202
0.233
43
环丙烷
Cyclopropane
C3H6
124.65
5.4945
-
44
丙 酮
Acetone
C3H6O
236.5
4.7823
0.278
45
甲酸甲酯
Methyl formate
C2H4O2
214.0
6.0035
0.349
46
甲酸乙酯
Ethyl formate
C3H6O2
235.3
4.7377
0.323
47
甲酸丙酯
Propyl formate
C4H8O2
264.9
4.0609
0.309
48
甲酸异丁酯
i-Butyl formate
C5H10O2
278.0
3.8805
0.29
49
甲酸戊酯
Amyl formate
C6H12O2
303.0
-
-
50
乙酸甲酯
Methyl acetate
-118.57
5.0426
0.436
20
O3
-12.1
5.5726
0.54
21
P
721.0
-
-
22
Ra
104.0
6.2818
-
23
Rb
1832.0
-
0.34
24
S
1041.0
11.753
-
25
Si
-3.5
4.8430
-
26
Xe
16.583
5.8400
1.11
无机化合物气体的临界常数
Critical Constants of Inorganic Compound Gases
C4H7N
309.1
3.7893
-
67
丁 烯
Butylene
C4H8
146.4
4.0224
0.234
68
邻乙基甲苯
o-Ethyltoluene
C9H12
380.0
3.1411
0.28
69
间乙基甲苯
m-Ethyltoluene
C9H12
363.0
3.1411
0.28
70
对乙基甲苯
p-Ethyltoluene
分子式(Molecular formula)
临界温度(Critical temperature)Tc/℃
临界压力(Critical pressure)
pc/(106Pa)
临界密度(Critical density)
ρc/(g/ml)
分子式(Molecular formula)
临界温度
(Critical temperature)
气体的临界常数及在水中的溶解度
Critical Constants and the Aquatic Solubilities of Gases
单质气体的临界常数
Critical Constants of Elementary Substance Gases
序号(No.)
分子式
(Molecular formula)
490.0
2.8876
0.860
NF3
-39.2
4.5290
-
AsCl3
318.0
-
0.720
NH3
132.4
11.276
0.235
BBr3
300.0
-
0.90
NO
-93.0
6.4844
0.52
BCl3
178.8
38.704
-
NO2
158.0
10.132
0.55
BF3
-12.3
4.9849
-
N2F4
18.946
-
12
I2
546.0
-
1.64
13
K
1950.0
16.211
0.187
14
Kr
-63.8
5.5016
0.919
15
Li
2950.0
68.897
0.105
16
N2
-147.0
3.3942
0.313
17
Na
2300.0
35.462
0.198
18
Ne
-228.75
2.7559
0.484
19
O2
3.7488
0.742
D2O
370.8
21.662
0.36
TiCl4
365.0
4.6607
0.56
H2S
100.0
8.9364
0.346
UF6
232.6
4.6607
1.41
H2Se
138.0
3.8501
-
ZrCl4
505.0
5.7651
0.730
有机化合物气体的临界常数
Critical Constants of Organic Compound Gases
36.2
3.7488
-
B2H6
16.6
4.0528
-
N2H4
380.0
14.691
-
BiCl3
906.0
11.955
1.21
N2O
36.41
7.2443
0.452
(CN)2
127
5.9778
-
PH3
51.6
6.5351
-
CO
-140.24
3.4985
0.301
SF6
45.54
3.7589
0.736
CO2
C7H14O2
319.0
-
-
59
丁酸甲酯
Methyl-n-butyrate
C5H10O2
281.3
3.4732
0.300
60
丁酸乙酯
Ethyl-n-butanoate
C6H12O2
293.0
3.0396
0.28
61
戊 酸
Valeric acid
C5H10O2
378.0
-
-
62
异丙醇
i-Propanol
trifluoroethane
C2Cl3F3