Растворимость газов в воде.
Растворимость углеводородных газов в воде по сравнению с их растворимостью в углеводородных жидкостях весьма мала, но, учитывая большие площади контакта воды с газом, например, в газовых залежах или в искусственных газохранилищах, необходимо исследовать процессы растворения газов в воде, особенно при больших давлениях. Процессы растворения в воде для газов рассматривают, как правило, относительно его отдельных компонентов в виде объема газового компонента растворенного в единице объема воды:
или в единице массы воды:
или в виде молярных долей:
В приведенных формулах Растворимость газов в воде зависит от степени минерализации воды и температуры (рис.2.2.14): В соленой воде газ растворяется хуже, чем в дистиллированной, что по аналогии с процессом растворения сахара в воде можно объяснить тем, что в дистиллированной воде свободного пространства внутри молекул воды, которое может быть занято молекулами газа, больше, чем в соленой. Более сложный характер имеет процесс растворения газа в воде с изменением температуры – растворимость газов вначале уменьшается до некоторого минимума, а затем растет (рис.2.2.15). Температура минимальной растворимости зависит от давления (с повышением давления увеличивается) и от размеров молекул газа (чем больше размер молекул, тем выше минимальная температура растворимости).
Рис.2.2.14. Кривые растворимости газа в дистиллированной (1,2) и соленой (раствор NaCl) воде (3,4) при различных температурах.
Рис.2.2.15. Зависимость растворимости этана от температуры при различных давлениях.
Для выражения растворимости данного компонента газа в воде используется константа равновесия:
где Влияние на растворимость газа содержащейся в воде соли учитывается уравнением Сеченова:
где
Вопросы для закрепления:
|
;
;
.
- концентрация i - го компонента газа, растворенного в воде; 
- объем газового компонента, приведенного к нормальным условиям; 
- масса воды, в которой растворен компонент; 
- удельная концентрация i - го компонента газа, растворенного в единице массы воды; 
- молярная концентрация i - го компонента газа, растворенного в воде; 
- число молей i - го компонента в газе; 
- число молей воды.
,
и 
- молярные доли компонента в газовой и жидкой фазах.
,
- коэффициент Сеченова, характеризующий влияние данной соли на растворимость i – го компонента газа; n – концентрация соли в воде.
