相平衡常数 $m$ 的计算公式及相关说明如下:
一、基本计算公式
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通用公式 $$m = \frac{E}{P}$$
其中:
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$m$ 为相平衡常数;
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$E$ 为亨利常数(单位:MPa);
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$P$ 为总压(单位:MPa)。
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示例计算
已知在20℃时,CO₂水溶液的亨利常数 $E=1660 , \text{MPa}$,当总压 $P=0.1 , \text{MPa}$ 时,相平衡常数 $m$ 计算如下:
$$m = \frac{1660}{0.1} = 16600 , \text{MPa}^{-1}$$当总压升至 $P=1 , \text{MPa}$ 时,$m$ 为:
$$m = \frac{1660}{1} = 1660 , \text{MPa}^{-1}$$可见,$m$ 与总压成反比。
二、其他相关说明
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温度的影响
相平衡常数 $m$ 通常随温度变化而变化。例如,CO₂在水中的亨利常数在20℃时显著增大,表明温度升高会增强气体的溶解能力。
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应用场景
该公式广泛应用于化学工程中的气体-液体平衡计算,如吸收塔操作、反应器设计等。
三、注意事项
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单位统一 :计算时需确保亨利常数和总压的单位一致,避免因单位错误导致结果偏差;
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数据来源 :实际应用中需参考权威资料或实验数据获取准确的亨利常数值。
若需进一步探讨其他气体(如氨气)的相平衡计算,可参考类似方法。例如,氨气在20℃时的亨利常数约为7000 $\text{MPa}$,但需注意不同文献可能采用不同定义方式。