дано:
- температура: 0°C
- объемный коэффициент растворимости углекислого газа (Kd): 1,71 л CO2 на литр воды
- давление углекислого газа (P): 303,9 кПа
- объем воды: 1 л
найти:
- массовую долю углекислого газа в насыщенном растворе
решение:
1. Рассчитаем объем углекислого газа, растворенного в воде при данном давлении.
По формуле растворимости:
C = Kd * P
C = 1,71 * 303,9
C = 518,109 л CO2
2. Определим массу углекислого газа, учитывая, что 1 моль углекислого газа имеет массу 44 г. Рассчитаем массу растворенного CO2.
Объемный коэффициент растворимости Кd говорит нам, что 1 л воды растворяет 1,71 л CO2 при атмосферном давлении (101,3 кПа), что соответствует 1,71 моль CO2.
При давлении 303,9 кПа растворимость увеличится пропорционально давлению:
Молекулярная масса CO2 = 44 г/моль
Количество молей = 1,71 * 303,9 / 101,3 = 5,12 моль (округленно)
Масса CO2 = 5,12 * 44 = 225,28 г
3. Масса воды (1 литр) примерно 1000 г.
Массовая доля CO2 = масса CO2 / (масса воды + масса CO2)
Массовая доля CO2 = 225,28 / (1000 + 225,28) = 225,28 / 1225,28 ≈ 0,184
ответ:
Массовая доля углекислого газа в насыщенном растворе при давлении CO2 303,9 кПа составляет примерно 0,184 или 18,4%.