Question

Принимая, что воздух имеет объемный состав 21% кислорода и 78% азота, рассчитайте молярное отношение кислорода и азота в воздухе и в воде, насыщенной этими газами. Объемные коэффициенты растворимости: 0 2) = 0,031; Ky(N2) = 0,016 при температуре 20°С.

Answer 1

Дано:
φ(O2) = 21%
φ(N2) = 78%
k(O2) = 0,031
k(N2) = 0,016
Найти:
n(O2) / n(N2) - молярное отношение O2 и N2 в воздухе
n’(O2) / n’(N2) - молярное отношение O2 и N2 в насыщенной воде
Решение:
Молярное отношение O2 и N2 в воздухе равно отношению их объемных долей:

n(O2) / n(N2) = φ(O2) / φ(N2) = 21% / 78% = 0,27
Парциальные давления O2 и N2 в воздухе равны произведению их объемных долей на общее давление воздуха (примем его равным 1 атм = 101325 Па):

P(O2) = φ(O2) * P = 0,21 * 101325 Па = 21278 Па
P(N2) = φ(N2) * P = 0,78 * 101325 Па = 79045 Па
Используем закон Генри для определения парциальных давлений O2 и N2 в насыщенной воде:

P'(O2) = k(O2) * P(O2) = 0,031 * 21278 Па = 659,4 Па
P'(N2) = k(N2) * P(N2) = 0,016 * 79045 Па = 1265 Па
Молярное отношение O2 и N2 в насыщенной воде равно отношению их парциальных давлений:

n'(O2) / n'(N2) = P'(O2) / P'(N2) = 659,4 Па / 1265 Па = 0,52
Ответ:
n(O2) / n(N2) = 0,27
n’(O2) / n’(N2) = 0,52