Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Растворимость в воде углекислого газа
Абсорбция углекислого газа водой
Сатурацией называется процесс искусственного насыщения воды углекислым газом. Основой данного процесса является способность углекислого газа при взаимодействии с водой образовывать водный раствор.
Растворение газа в жидкости - абсорбционный процесс, в котором жидкость является абсорбентом, а газ - абсорбтивом. О механизме абсорбции наиболее отчетливое представление дает так называемая пленочная теория. Согласно этой теории на поверхности раздела двух фаз, жидкой и газообразной, имеется пограничный слой, который состоит из двух прилегающих друг к другу пленок. Одна из них состоит из молекул газа, другая пленка - из молекул жидкости. Газо-жидкостные пленки оказывают основное сопротивление прохождению газа из одной фазы в другую. В основной массе каждой фазы концентрация газа вследствие конвекции постоянна, в то время как в газо-жидкостных пленках, состоящих из молекул, весьма медленно перемещающихся, нет конвекционных токов и движение газа через них происходит путем диффузии вследствие разности концентраций абсорбтива в жидкой и газообразной фазах (рис. 1).
Рис. 1. Схема диффузии газа через газовую и жидкостную пленки: Рр- парциальное давление и Ср- концентрация газа на поверхности раздела фаз; Рr- парциальное давление газа в газовой фазе; Сж-концентрация газа в жидкой фазе.
Растворимость газа в жидкости характеризуется коэффициентом абсорбции. Он показывает, какой объем газа растворяется в единице объема растворителя. Следовательно, коэффициент абсорбции а - это число объемов газов, поглощаемых одним объемом жидкости при парциальном давлении газа 101,3 кн/м2 (760 мм рт. ст.) и температуре 0°С:
где v и V - объем газа и жидкости.
Растворимость газа в воде может характеризоваться также количеством газа (в г), растворяющимся в 100 г воды при общем давлении газа и паров воды 101,3 кн/м2 (760 мм рт.ст.). Углекислый газ частично химически взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, которая диссоциируется на карбонат- и бикарбонат-ионы:
Равновесие этой системы сильно смещено влево, так как углекислота соединение нестойкое и легко распадается на углекислый газ и воду.
В табл. 1 приводятся данные о растворимости некоторых газов в воде.
Таблица 1. Коэффициенты абсорбции газов при температуре 0°С.
Газ | Коэффициент абсорбции а в м3/м3 | Коэффициент абсорбции q в г/100 г |
Азот | 0,0235 | 0,00294 |
Водород | 0,0217 | 0 00192 |
Кислород | 0,0489 | 0,00695 |
Сероводород | 4,67 | 0,707 |
Углекислый газ | 1,71 | 0,335 |
Аммиак | 1176,0 | 89,5 |
Растворимость воздуха в воде при общем давлении 760 мм рт. ст. составляет 0,02918 (29,18 см3 в 1000 см3).
www.comodity.ru
Растворимость - углекислый газ - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Растворимость - углекислый газ
Cтраница 2
При постоянной температуре растворимость углекислого газа с повышением давления увеличивается, а при постоянном давлении изменяется в зависимости от температуры. [16]
Нефтеотдача зависит от растворимости углекислого газа в нефти. Ввиду этого для эффективного применения углекислого газа при вытеснении нефти как из песчаников, так и из карбонатных коллекторов необходимо, чтобы пластовое давление было не ниже 56 кгс / см2, а температура в пределах 24 - 71 С. [17]
С повышением температуры растворимость углекислого газа падает, что необходимо учитывать при ведении процесса. Скорость реакции определяется скоростью физических процессов ( химические реакции протекают относительно быстро), определяющих скорость поглощения газа. Увеличение температуры одновременно с понижением растворимости вызывает увеличение скорости поглощения. [18]
При увеличении давления растворимость углекислого газа в воде ( соответственно, в растворе кислоты) увеличивается и, таким образом, из сферы реакции удаляется меньшее количество его. Концентрация продуктов реакции в кислотном растворе повышается, что приводит к уменьшению скорости растворения породы в кислоте. Следовательно, в условиях, при которых из реакции удаляется газообразная двуокись углерода ( СО2), скорость растворения карбонатной породы в кислоте зависит от давления. [19]
Так, например, растворимость углекислого газа в 99 % - ном этиловом спирте примерно в 3 раза больше, чем в воде. Приводимые ниже данные об относительной растворимости газов в бензоле ( растворимость в воде равна 1) показывают, во сколько раз растворимость газов в этом растворителе больше, чем в воде. [20]
Так, например, растворимость углекислого газа в 99 % - ном этиловом спирте примерно в 3 раза больше, чем в воде. [21]
На рис. 102 приведена растворимость углекислого газа, воздуха, водорода и углеводородных газов в нефти при различном давлении. [23]
Как было указано ранее, растворимость углекислого газа в воде при давлениях ниже 0 0005 ат не подчиняется закону Генри. Это обусловливается тем, что при таких давлениях часть растворенного газа, находящаяся в форме ионов бикарбоната, становится ощутимой, что следует учитывать при определении значения растворимости. [24]
В полулогарифмических координатах зависимость логарифма растворимости углекислого газа в масле ( в состоянии насыщения) от обратного значения абсолютной температуры выражается прямой линией. Скорость насыщения масла газом зависит от высоты столба масла и размера поверхности соприкосновения газа с жидкостью. [26]
Особенно важную геологическую роль играют изменения растворимости углекислого газа. В полярных областях с низкой температурой она особенно высока и воды здесь обычно недона-сыщены углекислотой: В экваториальной зоне, наоборот, морская вода перенасыщена углекислотой. Перемешивание вод приводит к возникновению циркуляции СО2 в атмосфере: в экваториальных широтах углекислота выделяется в атмосферу из воды, а в полярных областях интенсивно поглощается водой. [27]
Смещение равновесия происходит за счет понижения растворимости углекислого газа, вызываемого повышением температуры. [29]
Поэтому повышение давления на выкиде способствует увеличению растворимости углекислого газа в воде и уменьшению количества выпадающих осадков. [30]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Растворимость - углекислый газ - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Растворимость - углекислый газ
Cтраница 3
Действительно, с увеличением концентрации кислоты ( рис. 38) растворимость углекислого газа снижается. [32]
Смещая углекислотное равновесие в сторону образования средних карбонатов, понижая растворимость углекислого газа и повышая относительную активность ионов ОН -, магнитная обработка дает возможность ускорить выделение гидроокиси магния и карбоната кальция, повышает глубину умягчения воды и способствует повышению производительности установок известково-содового умягчения воды. [33]
Одним из следствий тепловой обработки пива является то, что растворимость углекислого газа меняется, в связи с чем для предотвращения выхода СО2 необходимо контролировать давление. Если газ все же выходит, ухудшается теплопередача, и микроорганизмы могут выжить. Кроме того, на поверхности раздела газа и жидкости в результате денатурации белков могут образоваться частицы мути и пена, затрудняющие перекачку жидкости. [35]
В газоконденсатных скважинах давление является решающим фактором, который влияет на растворимость углекислого газа; парциальное давление С02 может быть использовано как мера коррозионной активности скважин этого типа. [36]
Наибольшая растворимость кислорода воздуха в воде не превышает 0 001 %, а растворимость углекислого газа и сероводорода значительно выше. Поэтому целесообразно дегазацию воды производить аэрацией. [37]
Это уравнение получено путем сочетания выражений закона действия масс для кислотной диссоциации угольной кислоты и растворимости углекислого газа. [38]
Эти обратимые процессы можно почти целиком сместить вправо за счет кипячения воды, так как при высоких температурах растворимость углекислого газа понижается. [39]
Подобное соотношение, определяющее влияние третьего компонента на растворимость второго, было впервые установлено И. М. Сеченовым, изучавшим зависимость растворимости углекислого газа в крови от концентрации в ней солей. [40]
Сероводород не преобладает в составе растворенных газов пластовых вод, но в результате его очень высокой растворимости ( в 3 раза превышающей растворимость углекислого газа) его содержание в воде иногда бывает значительно больше, чем в свободных газах. Содержание сероводорода и углекислого газа в пластовых водах создает опасную в коррозионном отношении среду, вызывающую коррозию обсадных и насосно-компрессорных труб и всего нефтепромыслового оборудования, находящегося в контакте с этими водами. [41]
Растворимость аммиака в конденсате при нормальных температуре и давлении ( / 10 и Р1 кгс / см2) в 700 раз превышает соответствующую величину растворимости углекислого газа. Вследствие наличия в конденсате растворенных газов солемеры завышают показания, причем погрешность может достигать 100 % и более. Для уменьшения указанной погрешности применяют солемеры с холодильником дегазационного типа, с помощью которого удаляется СОг и большая часть аммиака. [42]
Растворимость в масле водорода, азота, воздуха с повышением температуры ( от 20 до 80 С) возрастает, растворимость кислорода слегка, а растворимость углекислого газа резко снижается. Под влиянием электрического поля растворимость газа в масле уменьшается вследствие явления электроетрикции. При колебаниях ( вибрации) определенной частоты может происходить локальное изменение растворимости газа в масле. С ростом давления растворимость газа в масле увеличивается. [44]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Углекислота растворимость в воде - Справочник химика 21
Начальные этапы превращения состоят в потере элементов углекислоты. Интересно, что при нагревании сапропелитовых ископаемых уже при 250° начинается газообразование, причем газы состоят почти исключительно из углекислого газа, а в жидких конденсатах практически содержится только вода, но никакого смолообразования при этих температурах еще нет. При более высоких температурах в органическом веществе происходят значительные изменения, выражающиеся в образовании все больших количеств растворимых веществ. Этот процесс достигает максимальной величины примерно при 350—390°, когда органическое вещество уже на 80% или больше переходит в раствор бензола при экстрагировании. На этом этапе вещество уже теряет большую часть кислорода в виде углекислоты и воды, превращаясь в массу, богатую углеводородами. Конечно, эти аналогии между процессом естественного превращения органического вещества и нагреванием до довольно высоких температур не могут являться доказательством общности процессов превращения, однако заслуживает внимания возможность перевести практически все [c.199]
Поданным К. И. Коваленко [7], количество двуокиси углерода, растворяющейся в воде при давлении 57 ama и температуре 297° К, достигает 5,5% вес. в дистиллированной и 4,24% вес. в соленой воде. С повышением давления выше 60 ama, как указывает автор, растворимость углекислоты в воде незначительно увеличивается, а с повышением температуры снижается. [c.77]
Растворимость воды -в жидкой углекислоте в диапазоне температур от —5,8 до +22,9° составляет не более 0,05% по весу. [c.26]
Растворимость углекислоты в воде при различных давлениях [c.43]
Я. Д. Зельвенский, Растворимость углекислоты в воде под давлением, Журнал химической промышленности , 1937, № 17—18, 1250. [c.204]
На фиг. 2 представлены кривые растворимости углекислоты в воде и метиловом спирте в зависимости от температуры. При -(-20° С растворимость СОг в метиловом спирте в пять раз больще, чем в воде, а при —35° С она увеличивается еще в пять раз. Поэтому количество метилового спирта, необходимого для очистки от СОг, составляет всего лишь 4% от количества воды при промывке газов водой под давлением. Соответственно сокращается расход энергии на привод циркуляционных насосов. Различия в коэффициентах абсорбции воды и метилового спирта по отношению к ЗОг, Нг5, НСМ и другим примесям такого же порядка или даже еще более значительны. Кроме того, в результате низкотемпературной промывки происходит [c.181]
Сравнение данных показывает, что метан растворяет воду лучше, чем азот и азото-водородная смесь при равных температуре и давлении. Этилен растворяет воду лучше, чем метан, а углекислота при давлениях, превышающих 150 атм, растворяет воду лучше, чем этилен. Растворимость воды при 100° в углекислоте при давлении 250—300 атм очень высока (5— 6 кг м ). Влияние температуры на величину растворимости воды можно показать на примере системы метан — вода. Так, при 300 атм и температуре 38, 100, 138 и 204° содержание воды в метане равно, соответственно, 0,12 1,23 2,94 и 12,86 кг/л [c.469]
Процесс поглощения СОа водой в технике обычно проводится при давлениях, лежащих в пределах 10—30 атм. Это объясняется тем, что с повышением давления растворимость углекислоты в воде увеличивается, а разрыв между значениями растворимости СОа и водорода (а также СО, СН4, N2) в этих условиях становится еще больше. Кроме того, практическая степень насыщения СОа водой при атмосферном давлении составляет незначительную величину (около 16% от равновесной), в то время как при 12 атм эта величина достигает 70—75%. [c.359]
Следует, впрочем, иметь в виду, что выпадению карбонатов может оказать серьезное препятствие содержащаяся в воде углекислота, образование которой можно представить себе, например, как результат взаимодействия карбонатов с органическими кислотами, находящимися в нефти. Известно, что в присутствии углекислоты растворимость щелочноземельных карбонатов в воде значительно возрастает за счет образования соответствующих бикарбонатов по уравнениям [c.287]
Влияние, какое оказывает влага в системе на работу установки, в значительной степени зависит от свойств взаимной растворимости рабочих тел и воды. Тела, обладающие большим химическим сродством с водой, имеют неограниченную взаимную растворимость. Главнейшим представителем этой группы тел является аммиак. Другие тела, как сернистый ангидрид и углекислота, ограниченно растворяют воду. Жидкая углекислота растворяет воду в количестве всего 0,05% по весу. [c.355]
Под совместным действием различных природных факторов, главным образом углекислоты и воды, природные силикаты, алюмосиликаты и т. п. постепенно разрушаются ( выветриваются ), причем растворимые продукты уносятся водой в океан, а нерастворимые частично отлагаются на месте, частично оседают в руслах рек или выносятся в море. Основны.ми нерас [c.304]
КЦА (карбонат циклогексиламина) представляют собой комплексное соединение циклогексиламина с углекислотой. Растворимость КЦА в воде и в различных растворителях при 25° С следующая [c.75]
Растворимость углекислоты в воде при давлении в одну атмосферу составляет для температуры 0° около 3350 мг/л. Парциальное давление углекислоты в атмосфере составляет в среднем [c.38]
Растворимость карбоната кальция не всегда может быть вычислена по содержанию свободной углекислоты в воде. Наибо- [c.50]
Первая проверка. Так как одна молекула метана при сгорании дает одну молекулу углекислого газа, то по количеству поглотившейся углекислоты определяют количество метана, пренебрегая растворимостью углекислоты в воде. [c.157]
Первым признаком выветривания сланца является уменьшение в нем количества окаменелостей и вообще карбонатов. Конечным результатом выветривания является отсутствие окаменелостей. Это имеет место, как известно, потому, что свободная углекислота в воде выщелачивает нейтральные карбонаты, превращая их в растворимые бикарбонаты. Свободная углекислота разрушает в воде и известняки. При этом она разрушает не только карбонаты, но медленно разлагает и силикаты, превращая их в глинистое вещество. [c.69]
Органические вещества, содержащиеся в растворенном виде в воде, окисляются до углекислоты и воды в результате деятельности бактерий, развивающихся в определенных температурных условиях при наличии кислорода и отсутствии ядовитых веществ. Питанием для бактерий служат продукты расщепления хлопьевидного шлама, образующегося под действием энзим и ферментов из коллоидных и шламообразных, не растворимых в воде компонентов. Этот процесс расщепления происходит главным образом внутри хлопьев шлама, на котором размножаются бактерии и образование которого, следовательно, является необходимым для очистки воды. Скорость разложения и окисления находится в прямой зависимости от содержания в воде растворенного кислорода. В этом отношении очень благоприятствует биологическим процессам перемешивание воды течением или ветром, поскольку это способствует доступу воздуха к воде. [c.145]
Растворимость углекислоты в воде быстро падает по мере повышения температуры воды. Поэтому отмывку необходимо проводить при возможно низкой температуре (табл. 34). [c.193]
Растворимость углекислоты в воде (объемов СОг на один объем воды) [c.194]
Растворимость углекислоты в воде (объемов СО2 на один объем веды) [c.232]
Определить теоретический расход воды, количество и состав очищенного газа, если после промывки должно остаться 0,6% углекислоты. Растворимость компонентов газовой смеси, выраженная в объеме газа, приведенном к /=0 и Р = 760 мм, на 1 объем воды при данной температуре в том случае, если парциальное давление данного компонента 760 мм, равна [c.191]
Я. Д. Зельвенский [ЖХП, 1937, 14, 1257], изучив растворимость углекислоты в воде под давлением, предложил для t = 25 эмпирическое уравнение [c.196]
Вычислить константу Генри и сравнить ее с величиной, найденной по растворимости углекислоты в воде при атмосферном давлении [/С = 1638 ТЭС, 5]. Воспользоваться значениями /кр = 31,0 и Ркр = 73,0 (Приложение УП1). [c.196]
Растворимость углекислоты в воде при умеренных температурах п давлениях (до 4—5 ати) подчиняется закону Генри, который выражается уравнением [c.471]
Н.ЧТО считать, что 75 г углерода соответствует 100 г органического вещества в кислотной смоле. В такой форме анализ не может претендовать на большуй точность, 1ИК вследствие растворимости углекислоты в воде, так и вследствие неодинаковой скорости окисления органических веществ. Еслн можно еще исключить источник [c.346]
NaOH. ГОСТ 4328-77, ч. Белые чешуйки, кускн или цилиндрические палочки с кристаллической структурой на изломе сильно гигроскопичен, хорошо растворим в воде и спирте быстро поглощает из воздуха углекислоту и воду и постепенно переходит в углекислый натрий. Растворимость в воде при 20 °С— 1070 г/л. Плотность — [c.160]
Первое количественное исследование в этой области принадлежит Горансону он изучал процесс растворимости воды в кислых силикатных расплавах, например гранитного или риолитового состава при температурах до 1200°С и под давлением до 4000 бар. Горансон применял стальную бомбу типа, описанного в 116 настоящей главы. Расплав был заключен в герметически закрытую платиновую ампулу и, таким образом, отделен от углекислоты, служившей средой, передающей давление в печи. Ампулы содержали 15—30 мг воды и 50—120 мг силикатного расплава. Использовались природный американский гранит, искусственная смесь из 75% ортоклаза и 25% кварца и обсидиановое стекло с острова Ява. Соответствующим образом М. П. Воларович определил поглощение воды базальтовым стеклом при температурах до 1300°С и давлениях до ЮТО кг/сж. Он нашел, что при давлении 560—600 кг/ш растворяется около 1 % воды. Такая сравнительно низкая растворимость Н2О в основном. расплаве была подтверждена также недавними экспериментами Иодера в системе диопсид—вода. [c.629]
Сэддингтон и Крейс [13] изучали систему вода — азот при давлении до 350 атм. Уибе и Геди [74] продолжали изучение системы Н2О — СО2 при больших давлениях (до 700 атм). Обширные экспериментальные исследования систем воздух — вода и воздух — углекислота были выполнены Уэбстером [5, 75]. Содержание воды в сжатом естественном газе и гелии изучали Дитон и Фрост [76], а содержание ее в метане при температуре ДО 200° и давлении до 700 атм определяли Олдс, Сейдж и Лейси [77]. В 1953 г. опубликована обстоятельная работа П. Сидорова, Я- С. Казарновского и А. М. Гольдмана [78] по растворимости воды в азоте, азото-водородной смеси и этилене. [c.469]
Углекислота, образующаяся при реакции (58), в промышленной, практике удаляется водою под давлением 25 ат . Растворимость углекислоты в воде при 25 ат и при температуре 12° С равна 21,6 объемам газа на 1 объем воды. Углекислота может быть почти полностью удалена в правильно сконструированных скрубберах при применении противотока. Остающийся один или меньше процент углекислоты удаляется одновременно с окисью углерода, как описано ниже. Вода, выходящая из скруббера при процессе удаления углекислоты, обычно проходит через турбины Пельтона, соединенные с электромоторами и водяными насосами, благодаря чему [c.166]
Поступление, превращения в организме, выделение. Ввиду высокой растворимости паров Э. С., даже при малых концентрациях их в воздухе, при достаточно длительном воздействии могут создаться в организме значительные концентрации. Всасывание происходит и через кожу, но практического значения, вероятно, не имеет. В организме большая часть Э. С. (до 90%) окисляется через ацетальдегид и уксусную кислоту до углекислоты и воды. В силу быстрого окисления ацетальдегид может быть обнаружен только в виде следов (Вестер-фильд и соавторы). Быстрое окисление Э. С. объясняет, почему однократный прием значительной его дозы вызывает менее длительный наркотический эффект, чем в случае метилового спирта. Распределение между кровью и тканями происходит в отношении 1 0,8. Выделение неокисленной части происходит медленно через легкие и почки. Вели через з часа после последнего мочеиспускания снова собрать мочу и определить в ней уровень Э. С., а затем полученную величину разделить на 1,3, получится значение, практически отвечающее концентрации в крови (Хаггард, Гринберг и др.). Всего мочей выделяется от 0,7 до 4,3%. Большое влияние на выделение этим путем оказывает диурез. Небольшие количества обнаруживаются также в молоке кормящих женщин. [c.218]
Ежегодно на всей поверхности земного шара (150 млн. км суши и 360 млн. км океанов и морей) растения синтезируют около 400 млрд. т органических веществ. Если бы не было нополпения углекислого газа в атмосфере, то примерно за четыре года он бы полностью связался зелеными растениями. При гниении и горении часть СОг, поглощенного растениями, возвращается обратно в атмосферу. Регулирует концентрацию углекислого газа в воздухе мировой океан, содержащий на два порядка цифр больше СОг, чем атмосфера (рис. 5). Растворимость углекислоты в воде зависит ,0т температуры и давления. Летом, когда температура воды повышается, растворимость СОг падает и часть ее улетучивается в воздух. Напротив, зимой при понижении температуры воды некоторое количество углекислого газа снова перемещается в водные бассейны. Но для растений как раз и важно повышение содержания СОг в воздухе в период вегетации. [c.43]
Растворимость углекислоты в воде. Растворимость газов измеряется их объе- [c.471]
chem21.info
Вода без воздуха (газов)
Вопрос:
Здравствуйте. Меня интересует следующий вопрос. Возможно ли в домашних условиях избавить воду от воздуха (газов)? И может «чистая вода» (Н2О), без других молекул, а, в частности, без воздуха (газов) кристаллизироваться (лед)? Спасибо заранее за ответ и замечательно-познавательный сайт :). Александр
Ответ:
Здравствуйте, уважаемый Александр. Большое спасибо за Ваш интерес к нашему сайту. Как известно из химии, существование абсолютно чистых веществ невозможно в природе – всякое вещество обязательно содержит примеси. Если имеющиеся в веществе примеси в пределах точности описания системы не оказывают влияния на изучаемые свойства, можно считать систему однокомпонентной; в противном случае гомогенную систему считают раствором.
Раствор – гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, состав которой может непрерывно изменяться в некоторых пределах без скачкообразного изменения её свойств.
Раствор может иметь любое агрегатное состояние; соответственно их разделяют на твердые, жидкие и газообразные (последние обычно называют газовыми смесями). Даже обыкновенный воздух можно считать раствором газообразных кислорода (21 объёмных %), азота (78 объемных %) и углекислого газа (1 объёмный %).
Обычно компоненты раствора разделяют на растворитель и растворенное вещество. Как правило, растворителем считают компонент, присутствующий в растворе в преобладающем количестве либо компонент, кристаллизующийся первым при охлаждении раствора; если одним из компонентов раствора является жидкое в чистом виде вещество, а остальными – твердые вещества либо газы, то растворителем считают жидкость. С термодинамической точки зрения это деление компонентов раствора не имеет смысла и носит поэтому условный характер.
Одной из важнейших характеристик раствора является растворимость. Раствори́мость — способность вещества образовывать с другими веществами растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см³ (мл) растворителя (г/100 г или см³/100 см³).
Молярная концентрация С – число молей νВ растворенного вещества в одном литре раствора.
Нормальная концентрация N – число молей эквивалентов растворенного вещества (равное числу молей νВ, умноженному на фактор эквивалентности f) в одном литре раствора.
Моляльная концентрация m – число молей растворенного вещества в одном килограмме растворителя.
Процентная концентрация ω – число граммов растворенного вещества в 100 граммах раствора.
Еще одним способом выражения концентрации является мольная доля X – отношение числа молей данного компонента к общему числу молей всех компонентов в системе.
Концентрация компонента в растворе может изменяться от нуля до некоторого максимального значения, называемого растворимостью компонента.
Величина растворимости характеризует равновесие между двумя фазами, поэтому на неё влияют все факторы, смещающие это равновесие (в соответствии с принципом Ле Шателье – Брауна).
Образование раствора является сложным физико-химическим процессом. Процесс растворения всегда сопровождается увеличением энтропии системы; при образовании растворов часто имеет место выделение либо поглощение теплоты. Теория растворов должна объяснять все эти явления. Исторически сложились два подхода к образованию растворов – физическая теория, основы которой были заложены в XIX веке, и химическая, основоположником которой был Д.И. Менделеев.
Физическая теория растворов рассматривает процесс растворения как распределение частиц растворенного вещества между частицами растворителя, предполагая отсутствие какого-либо взаимодействия между ними. Единственной движущей силой такого процесса является увеличение энтропии системы ΔS; какие-либо тепловые или объемные эффекты при растворении отсутствуют (ΔН = 0, ΔV = 0; такие растворы принято называть идеальными).
Химическая теория рассматривает процесс растворения как образование смеси неустойчивых химических соединений переменного состава, сопровождающееся тепловым эффектом и изменением объема системы (контракцией), что часто приводит к резкому изменению свойств растворенного. Современная термодинамика растворов основана на синтезе этих двух подходов.
В общем случае при растворении происходит изменение свойств и растворителя, и растворенного вещества, что обусловлено взаимодействием частиц между собой по различным типам взаимодействия: Ван-дер-Ваальсового (во всех случаях), ион-дипольного (в растворах электролитов в полярных растворителях), специфических взаимодействий (образование водородных или донорно-акцепторных связей). Учет всех этих взаимодействий представляет собой очень сложную задачу. Очевидно, что чем больше концентрация раствора, тем интенсивнее взаимодействие частиц, тем сложнее структура раствора. Поэтому количественная теория разработана только для идеальных растворов, к которым можно отнести газовые растворы и растворы неполярных жидкостей, в которых энергия взаимодействия разнородных частиц EA-B близка к энергиям взаимодействия одинаковых частиц EA-A и EB-B.
Идеальными можно считать также бесконечно разбавленные растворы, в которых можно пренебречь взаимодействием частиц растворителя и растворенного вещества между собой. Свойства таких растворов зависят только от концентрации растворенного вещества, но не зависят от его природы.
Растворимость газов в жидкостях зависит от ряда факторов: природы газа и жидкости, давления, температуры, концентрации растворенных в жидкости веществ (особенно сильно влияет на растворимость газов концентрация электролитов). Растворимость жидких и твёрдых веществ в воде — практически только от температуры.
В отсутствие химического взаимодействия газы смешиваются друг с другом в любых пропорциях, и в этом случае говорить о насыщении нет смысла. Однако при растворении газа в жидкости существует некая предельная концентрация, зависящая от давления и температуры. Растворимость газов в некоторых жидкостях коррелирует с их способностью к сжижению. Наиболее легко сжижаемые газы, например Nh4, HCl, SO2, более растворимы, чем трудно сжижаемые газы, например O2, h3 и He. При наличии химического взаимодействия между растворителем и газом (например, между водой и Nh4 или HCl) растворимость увеличивается.
Наибольшее влияние на растворимость газов в жидкостях оказывает природа веществ. Так, в 1 литре воды при t = 18 °С и P = 1 атм. растворяется 0.017 л. азота, 748.8 л. аммиака или 427.8 л. хлороводорода. Аномально высокая растворимость газов в жидкостях обычно обусловливается их специфическим взаимодействием с растворителем – образованием химического соединения (для аммиака) или диссоциацией в растворе на ионы (для хлороводорода). Газы, молекулы которых неполярны, растворяются, как правило, лучше в неполярных жидкостях – и наоборот.
Зависимость растворимости газов от давления выражается законом Генри – Дальтона, который гласит, что растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над жидкостью.
С=kP
Здесь С – концентрация раствора газа в жидкости, k – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы газа. Закон Генри – Дальтона справедлив только для разбавленных растворов при малых давлениях, когда газы можно считать идеальными. Газы, способные к специфическому взаимодействию с растворителем, данному закону не подчиняются.
Растворимость газов в жидкостях существенно зависит от температуры; количественно данная зависимость определяется уравнением Клапейрона – Клаузиуса (здесь X – мольная доля газа в растворе, λ – тепловой эффект растворения 1 моля газа в его насыщенном растворе):
Как правило, при растворении газа в жидкости выделяется теплота (λ < 0), поэтому с повышением температуры растворимость уменьшается. Растворимость газов в жидкости также сильно зависит от концентрации других растворенных веществ.
Таблица. Растворимость газов в воде (мольная - молярная долевая концентрация в состоянии термодинамического равновесия ) при парциальном давлении 101325 кПа в 1 л воды.
x (B) - мольная доля газа B, цифра в таблице соответствует мольной доле умноженной на приводной коэффициент из левого столбца. Т.е. x(Ar)=4,284*106 . Зависимость растворимости газов от концентрации электролитов в жидкости выражается формулой Сеченова (X и Xo – растворимость газа в чистом растворителе и растворе электролита с концентрацией C):
Таким образом, растворимость газов в воде зависит от ее температуры, и от их концентрации в воздухе, так называемом, парциальном давлении газа.
Ниже в таблице приведены данные по растворимости газов в воде в мл растворенного вещества на 100 г h3O при различных температурах и при их парциальном давлении, равном нормальному атмосферному давлению. Температура (в оС) указана верхним индексом при значении растворимости.
Таблица. Растворимость газов в воде.
В природной воде могут газов в воде быть растворены газы как воздушного (атмосферного), так и подземного происхождения. В наиболее пресной дождевой воде прежде всего растворяются кислород и азот. Как известно, воздушная смесь газов земной атмосферы в основном состоит из 79 частей азота и 21 части кислорода. Хотя растворимость кислорода почти в два раза выше растворимости азота, все же в воде азота растворяется почти в два раза больше, чем кислорода (рис. 12).
Как я уже сказал, растворимость в воде газов различна и зависит от ряда факторов: температуры, давления, минерализации, присутствия в водном растворе других газов. С повышением температуры до 90 °С растворимость газов в воде снижается, а затем возрастает. Так, в 1 л воды при температуре 20 °С растворяется 665 мл углекислого газа, а при 0°С — в три раза больше, 1713 мл. При температуре 0°С в 1 л воды может быть растворено, мл: гелия — 10, сероводорода — 4630, аммиака— 1 300000. Как видно из этих примеров, растворимость зависит и от состава самого газа.
Повышение давления влечет за собой увеличение растворимости газов. Например, при давлении 25атм в 1 л воды растворяется углекислого газа 16,3 л, а при 53 атм — 26,9.
Рис. 12. Зависимость растворимости газов – кислорода, азота и водорода в воде от температуры (при атмосферном давлении).
А вот при повышении минерализации воды растворимость газа падает. Так, при 0°С растворимость кислорода в 1 л воды с минерализацией менее 1 г/л составляет 49 мл, а при минерализации 30 г/л — только 15, т. е. в три раза меньше.
Из всего сказанного можно сделать вывод о том, что растворимость газа в природной воде при постоянных температуре и степени минерализации прямо пропорциональна давлению газа на жидкость, для газовых смесей она пропорциональна давлению каждого газа в отдельности. Но это справедливо для сравнительно небольших давлений. При значительных давлениях, например на больших глубинах в океане, где давление подчас достигает сотен и даже тысячи атмосфер, на растворимость газов в воде влияет не парциальное давление отдельных газов, а общее давление всего столба воды.
Таким образом, суммируя вышесказанное можно сделать следующие выводы. Поскольку растворение газов в воде представляет собой экзотермический процесс, их растворимость с повышением температуры уменьшается. Если оставить в теплом помещении стакан с холодной водой, то внутренние стенки его покрываются пузырьками газа — это воздух, который был растворен в воде, выделяется из нее вследствие нагревания. Значит, простым кипячением воды можно удалить из воды весь растворенный в ней воздух.
Процесс растворения подчиняется принципу Ле Шателье (1884): если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в таком направлении, что оказанное воздействие уменьшится. Растворение газов в жидкостях обычно сопровождается выделением тепла. При этом, в соответствии с принципом Ле Шателье, растворимость газов уменьшается. Это уменьшение тем заметнее, чем выше растворимость газов: такие газы имеют и большую теплоту растворения. «Мягкий» вкус кипяченой или дистиллированной воды объясняется отсутствием в ней воздуха, поскольку его растворимость при высокой температуре весьма мала. Но при кипячении воды нарушается равновесие из-за улетучивания из неё газов, поэтому кипяченая вода, чтобы восстановить его, снова поглощает эти газы из воздуха. Поэтому на практике, растворимость многих газов в воде уменьшается до определённой предельной температуры (обычно 90 градусов по Цельсию), затем выше этой температуры растворимость газов в воде снова начинает возрастать.
Аквариумисты часто сталкиваются с таким явлением: при увеличении температуры воды рыбам становится труднее дышать, они поднимаются к поверхности и заглатывают воздух. Это как раз и связано с уменьшением растворимости кислорода. И растениеводом не рекомендуется поливать цветы кипячёной водой также по этой причине.
Таблица. Растворимость газов в 100 г воды при нормальном атмосферном давлении и температуре 20°C
Таблица 2. Растворимость кислорода в 100 г воды при нормальном атмосферном давлений и различных температурах
Однако растворение газов в органических жидкостях нередко сопровождается поглощением теплоты; в подобных случаях с ростом температуры до определённого момента растворимость газа увеличивается.
С ростом давления растворимость газов увеличивается. Согласно закону Генри (1803), масса газа, который может раствориться в данном объеме жидкости при постоянной температуре, пропорциональна его давлению.
Закон Генри может быть выражен уравнением
С = kp
где С — массовая концентрация газа в насыщенном растворе; р— парциальное давление; k—коэффициент пропорциональности, называемый константой Генри (или коэффициентом Генри).
Это свойство используется для приготовления газированных напитков. Углекислый газ растворяют в жидкости при давлении 3–4 атм.; в этих условиях в данном объеме может раствориться в 3–4 раза больше газа (по массе), чем при 1 атм. Когда емкость с такой жидкостью открывают, давление в ней падает, и часть растворенного газа выделяется в виде пузырьков. Аналогичный эффект наблюдается при открывании бутылки шампанского или выходе на поверхность подземных вод, насыщенных на большой глубине углекислым газом.
Вообще, при растворении газа в жидкости устанавливается равновесие:
Газ + Жидкость = Насыщенный раствор газа в жидкости
При этом объем системы существенно уменьшается. Следовательно, повышение давления должно приводить к смещению равновесия вправо, т. е. к увеличению растворимости газа. И наоборот, уменьшение давления (создание вакуума) должно приводить к уменьшению растворимости газов в воде. Вот Вам второй способ уменьшить растворимость газов в воде – создание разрежения в ёмкости. Влияние повышения давления на растворимость газа в воде видно из следующего примера. В системе водяного отопления восьмиэтажного здания (высота системы 23 м) наибольшая растворимость воздуха в воде наблюдается при температуре при температуре 95 °С
К этому же выводу можно прийти, исходя из динамического характера равновесия между газом и его раствором в жидкости. Молекулы газа, находящиеся над жидкостью в закрытом сосуде, бомбардируют поверхность жидкости и растворяются в жидкости со скоростью, пропорциональной концентрации газа. Перешедшие в раствор молекулы в свою очередь время от времени ударяются о поверхность жидкости изнутри и вылетают наружу. По мере того как в результате растворения концентрация растворенных молекул будет увеличиваться, скорость их выделения, т. е. число молекул, уходящих из раствора в единицу времени, тоже будет расти, пока, наконец, не сравняется со скоростью растворения. В результате установятся состояние равновесия, т. е. жидкость станет насыщенной газом.
Если теперь увеличить давление газа, например, в 2 раза, то во столько же раз увеличится и концентрация его молекул над жидкостью, а следовательно, и скорость растворения газа. Равновесие нарушится. Чтобы при новом давлении снова установилось равновесие, концентрация растворенных молекул, очевидно, тоже должна увеличиться вдвое.
Кроме вышесказанных методов удаления газов из воды кипячением воды и созданием вакуума имеются химические способы удаления газов из воды.
Чаще всего в процессе водоподготовки требуется удаление углекислоты, кислорода и сероводорода. Все три газа относятся к коррозийно-агрессивным газам, обусловливающим или усиливающим процессы коррозии металлов. Углекислота, кроме того, агрессивна по отношению к бетону. Свойство этих газов обусловливать и усиливать коррозийные процессы, а также неприятный запах, который сообщает воде сероводород, во многих случаях вызывают необходимость наиболее полного удаления их из воды.
Комплекс мероприятий, связанных с удалением из воды растворенных в ней газов, называется дегазацией воды.
Применяются химические и физические методы дегазаций воды.
Сущность первых заключается в использовании определенных реагентов, которые связывают растворенные в воде газы. Например, удаление из воды кислорода может быть достигнуто путем введения в нее сульфита натрия, сернистого газа или гидразина. Сульфит натрия при введении его в воду окисляется растворенным в воде кислородом до сульфата натрия:
2Na2SO3 + О2 -> 2Na2SO4.
В случае применения сернистого газа образуется сернистая кислота:SO2 + Н2О -> h3SO3,
которая кислородом, растворенным в воде, окисляется до серной кислоты:2h3SO3 + O2 -> h3SO4.
Химическим реагентом, при помощи которого удается достичь практически полного удаления из воды кислорода, является гидразин. При введении его в воду происходит связывание кислорода и выделение инертного азота:
N2h5 + O2-> 2h3O + N2.
Последний химический способ удаления из воды кислорода является наиболее совершенным, но вместе с тем и наиболее дорогим ввиду высокой стоимости гидразина. Поэтому этот способ применения в основном для окончательного удаления кислорода из воды после физических методов удаления кислорода.
Примером химического метода удаления из воды сероводорода может служить обработка воды хлором:
а) с окислением до серы:h3S + Н2О -> S + 2HCl;
б) с окислением до сульфатов:h3S + 4 Н2О -> h3SO4+ 8HCl
Эти реакции (так же как промежуточные реакции образования тиосульфатов и сульфитов) протекают параллельно в определенных соотношениях, зависящих в первую очередь от концентрации хлора и рН воды.
Химическим методам удаления газов из воды свойственны следующие недостатки: а) необходимость применения реагентов, усложняющих и удорожающих процесс обработки воды; б) возможность ухудшения качества воды при нарушении дозировки реагентов.
Вследствие этого химические методы удаления газов из воды применяются значительно реже физических.
Физические методы удаления из воды растворенных газов могут осуществляться двумя способами: 1) вода, содержащая удаляемый газ, приводится в соприкосновение с воздухом, если парциальное давление удаляемого газа в воздухе близко к нулю; 2) создаются условия, при которых растворимость газа в воде становится близкой к нулю.
При помощи первого способа, т. е. при помощи аэрации воды, обычно удаляются свободная углекислота и сероводород, поскольку парциальное давление этих газов в атмосферном воздухе близко к нулю.
Ко второму способу обычно приходится прибегать при удалении кислорода из воды, так как при значительном парциальном давлении кислорода в атмосферном воздухе аэрацией воды кислород из нее удалить нельзя. Для удаления из воды кислорода ее доводят до кипения, при котором растворимость всех газов в воде падает до нуля. Вода доводится до кипения либо ее нагреванием (термические деаэраторы), либо путем понижения давления до такого значения, при котором вода кипит при данной ее температуре (вакуумные дегазаторы).
Так что методов дегазации воды существует много. Относительно льда, то в настоящее время известно 14 структурных модификаций льда и возможно, в дальнейшем учёные откроют и другие модификации льда. Две последние модификации льда — XIII и XIV — открыли ученые из Оксфорда совсем недавно, в 2006 году. Предположение о том, что должны существовать кристаллы льда с моноклинной и ромбической решетками, было трудно подтвердить: вязкость воды при температуре –160°С очень высока, и собраться вместе молекулам чистой переохлажденной воды в таком количестве, чтобы образовался зародыш кристалла, трудно. Этого удалось достичь с помощью катализатора — соляной кислоты, которая повысила подвижность молекул воды при низких температурах. В земной природе подобные модификации льда образовываться не могут, но они могут встречаться на замерзших спутниках других планет.
Табл. 3. — Некоторые данные о структурах модификаций льда
Среди модификаций льда есть и кристаллические (их большинство) и аморфные модификации, но все они отличаются друг от друга взаимным расположением молекул воды и свойствами. Известен лёт и гексагональной, и кубической, и тригональной, и тетрагональной, моноклинной конфигурации. Правда, все, кроме привычного нам льда, кристаллизующего в гексагональной решётке, образуются в условиях экзотических — при очень низких температурах и высоких давлениях, когда углы водородных связей в молекуле воды изменяются и образуются системы, отличные от гексагональной. Такие условия напоминают космические и не встречаются на Земле. Например, при температуре ниже –110 °С водяные пары выпадают на металлической пластине в виде октаэдров и кубиков размером в несколько нанометров — это так называемый кубический лед. Если температура чуть выше –110 °С, а концентрация пара очень мала, на пластине формируется слой исключительно плотного аморфного льда. Но самое необычное свойство льда — это удивительное многообразие внешних проявлений. При одной и той же кристаллической структуре он может выглядеть совершенно по-разному, принимая форму прозрачных градин и сосулек, хлопьев пушистого снега, плотной блестящей корки льда или гигантских ледниковых масс.
Разгадка структуры льда заключается в строении его молекулы. Кристаллы всех модификаций льда построены из молекул воды h3O, соединённых водородными связями в трёхмерный каркас. Молекулу воды можно упрощенно представить себе в виде тетраэдра (пирамиды с треугольным основанием). В её центре находится атом кислорода, в двух вершинах — по атому водорода, электроны которых задействованы в образовании ковалентной связи с кислородом. Две оставшиеся вершины занимают пары валентных электронов кислорода, которые не участвуют в образовании внутримолекулярных связей, поэтому их называют неподеленными.
Рис. Структура льда.
Каждая молекула участвует в 4 таких связях, направленных к вершинам тетраэдра. При взаимодействии протона одной молекулы с парой неподеленных электронов кислорода другой молекулы возникает водородная связь, менее сильная, чем связь внутримолекулярная, но достаточно могущественная, чтобы удерживать рядом соседние молекулы воды. Каждая молекула может одновременно образовывать четыре водородные связи с другими молекулами под строго определенными углами, равными 109°28', направленных к вершинам тетраэдра, которые не позволяют при замерзании создавать плотную структуру. При этом в структурах льда I, Ic, VII и VIII этот тетраэдр правильный. В структурах льда II, III, V и VI тетраэдры заметно искажены. В структурах льда VI, VII и VIII можно выделить 2 взаимоперекрещивающиеся системы водородных связей. Этот невидимый каркас из водородных связей располагает молекулы в виде сетчатой сетки, по структуре напоминающей соты с полыми каналами. Если лед нагреть, сетчатая структура разрушится: молекулы воды начинают проваливаться в пустоты сетки, приводя к более плотной структуре жидкости, — поэтому вода тяжелее льда.
Следует признать, что самый обычный лед, который образуется при атмосферном давлении и плавится при 0 °С, — самое привычное, но всё же до конца не изученное вещество.
С уважением,К.х.н. О.В. Мосин
www.o8ode.ru
Углекислый газ растворимость в воде
Растворимость воды в сжатом углекислом газе, 1 г Н3О в 1 л сжатого газа [Сидоров И. П., Казарновский Я. С., [c.55]
В табл. 36 помещены данные о растворимости воды в углекислом газе. [c.55]
Растворимость воды в азоте. Вода растворяется в азоте значительно слабее, чем в углекислом газе и метане (см, рис. 2). [c.56]МОСТЬ скорее всего носит дырочный или электронный характер. Возникающие при облучении т закс-виниленовые связи по отношению к электропроводящим частицам могут играть роль ловушек [56]. Электрическая прочность полиэтилена, сшитого под действием электронов (4 Мэе), не снижается при увеличении температуры до уровня, определяемого теорией характеристической электрической прочности [57]. Это объясняется, по-видимому, стабильностью сетчатой структуры. Радиационное сшивание уменьшает проницаемость полиэтилена для кислорода, азота, углекислого газа и бромистого метила [58], что объясняется снижением коэффициента диффузии. Коэффициент диффузии водяных паров в полиэтилене снижается при радиационном сшивании, однако проницаемость сильно возрастает благодаря увеличению растворимости воды в полиэтилене [59]. Было установлено, что для облученного полиэтилена коэффициенты проницаемости и растворимости в нем различных органических жидкостей при низких температурах выше, а при высоких ниже, чем для исходного полиэтилена [60]. Более высокие растворимость и проницаемость при низких температурах могут быть объяснены разрушением кристаллитов, а пониженные значения этих коэффициентов при высоких температурах — наличием сетчатой структуры. [c.171]
Растворимость воды в жидком сернистом ангидриде возрастает с температурой и значительно выше, чем в жидком углекислом газе. Кислород также растворяется в жидком ЗОг с повышением температуры его растворимость увеличивается (рис. 1.135). [c.142]
Данные таблицы показывают, что растворимость воды в метане велика, хотя она и ниже растворимости воды в углекислом газе. [c.36]
Кроме того, отмечается очень резкая зависимость растворимости воды в метане от температуры. Так, например, при 300 ат повышение температуры от 100,4 до 204° С вызывает увеличение растворимости воды в метане от 1,235 до 12,857 Этилен растворяет воду лучше, чем метан. При давлениях выше 150 ат углекислый газ растворяет воду лучше, чем этилен. [c.37]
Кривая растворимости воды в углекислом газе (рис. 27) с качественной стороны воспроизводит кривую растворимости бензола в азоте. Минимум растворимости и точка перегиба для [c.89]
Поразительно низкие, на первый взгляд, давления, соответствующие минимуму растворимости воды в углекислом газе (см. рис. 27) и метанола в этом же газе (см. рис. 32) при очень малой величине мольного объема воды (метанола), обусловлены бли- [c.109]Коэффициенты абсорбции в механических абсорберах с малым числом оборотов дисков близки к таковым в башнях с насадкой и значительно ниже, чем в барботажных аппаратах или в башнях с разбрызгиванием жидкости. Л. И. Агарев установил, что при скорости газа в пределах 0.008—0.038 м/сек. коэффициент абсорбции углекислого газа водой (плохо растворимый газ) практически не зависит от скорости газа, а коэффициент абсорбции аммиака водой (хорошо растворимый газ) возрастает с увеличением скорости газа, но менее значительно, чем в башнях с насадкой. Увеличение же коэффициента абсорбции плохо растворимого газа достигается увеличением числа оборотов дисков—К растет почти пропорционально росту числа оборотов. [c.121]
Воздух содержит 0,03% углекислого газа. Вода, находящаяся в равновесии с этим количеством углекислого газа, имеет pH 5,7. Для нейтрализации углекислого газа в 100 мл такой воды требуется 0,3 мл 0,1 н. раствора едкого натра, если нейтрализацию проводят по бромтимоловому синему, и 0,45 мл того же раствора при нейтрализации по фенолфталеину. Следует, однако, учитывать, что воздух в лабораториях часто содержит больше 0,03% углекислого газа. Если вода находится под давлением углекислого газа в 1 атм, то pH ее должен быть равен 3,9 (это отвечает растворимости 10 1> М). [c.446]
Вода с растворенной в ней двуокисью углерода (ее часто знают как углекислый газ — Прим. ред.) —это и есть обычная газировка. Приготовляя ее, двуокись углерода растворяют в воде под некоторым давлением, чтобы увеличить ее растворимость. А когда бутылку с газированной водой откупоривают и давление в ней падает, лишний газ выходит наружу в виде пузырьков. Своим приятным кисловатым вкусом газированная вода обязана небольшому количеству угольной кислоты, которая образуется при соединении двуокиси углерода с водой. [c.162]
Растворимость углекислого газа в воде значительно выше, чем метана (табл. 73). [c.134]
Наиболее общая схема — это трехфазная фильтрация, когда нефть вытесняется карбонизированной водой и смесью углекислого газа и воды в условиях ограниченной растворимости. В пласте происходит термодинамически равновесная фильтрация многокомпонентной системы, состоящей из нефтяной, водной и газовой фаз. При этом углеводородные компоненты имеются только в нефтяной фазе, вода — в водной, углекислый газ присутствует во всех трех фазах. [c.152]
В подземных водах всегда присутствует газ в растворенном состоянии. Количество газа в единице объема воды зависит от коэффициента его растворимости, давления и температуры. Хорошо растворим в воде углекислый газ, поэтому он является одним из основных компонентов растворенных газов. Хорошо растворим также сероводород. [c.82]
Кислотная обработка применяется главным образом в песчаных породах с карбонатными прослойками, а также в тех случаях, когда частицы песка связаны между собой карбонатами кальция или магния. Кислотный раствор разлагает карбонаты, получаются углекислые, хорошо растворимые в воде соли кальция и магния и углекислый газ. Это приводит к расширению пор в пласте вокруг скважины, увеличению проницаемости, увеличению и улучшению поступления нефти в скважину. Закачка кислотного раствора производится по насосно-компрессорным трубам, а удаление — по кольцевому пространству. После пропускания кислотного раствора производится промывка скважины водой и нефтью. Для того чтобы предохранить трубы и другое оборудование от коррозии, в кислотный раствор добавляют специальные вещества — ингибиторы, которые препятствуют реакциям взаимодействия кислоты с металлом. [c.128]
Начальные этапы превращения состоят в потере элементов углекислоты. Интересно, что при нагревании сапропелитовых ископаемых уже при 250° начинается газообразование, причем газы состоят почти исключительно из углекислого газа, а в жидких конденсатах практически содержится только вода, но никакого смолообразования при этих температурах еще нет. При более высоких температурах в органическом веществе происходят значительные изменения, выражающиеся в образовании все больших количеств растворимых веществ. Этот процесс достигает максимальной величины примерно при 350—390°, когда органическое вещество уже на 80% или больше переходит в раствор бензола при экстрагировании. На этом этапе вещество уже теряет большую часть кислорода в виде углекислоты и воды, превращаясь в массу, богатую углеводородами. Конечно, эти аналогии между процессом естественного превращения органического вещества и нагреванием до довольно высоких температур не могут являться доказательством общности процессов превращения, однако заслуживает внимания возможность перевести практически все [c.199]
Скорость коррозии увеличивается при повышении температуры (рис. VI. 1) и величины растягивающих напряжений. Уменьшение окорости коррозии стали Д в углекислотной среде за областью максимума связано с уменьшением растворимости углекислого газа в воде при росте температуры, вследств ие чего снижается агрессивность среды. [c.213]
Можно лн, растворяя в воде аммиак, хлористый водород, кислород или углекислый газ (с растворимостью в объемных отношениях прн 20°С соответственно 700 1, 450 1, 5 1, 1 1), получить раствор с pH равно О В случае возможности приведите примерный расчет приготовления такого раствора. Для этого случая дополните условие задачи так, чтобы можно было определить процентную концентрацию раствора. [c.34]
Гидроокись кальция мало растворима в воде в присутствии избытка гидроокиси натрия (или калия) растворимость гидроокиси кальция еще более уменьшается. Таким образом, после взбалтывания и отстаивания раствор содержит чистую едкую щелочь, а на дне находится избыток гидроокиси кальция и углекислый кальций. Для приготовления 0,1 н. раствора осторожно сливают (или отбирают пипеткой) 100 мл раствора и разбавляют до 1 л. [c.333]
Растворимость углекислого газа при 20 °С составляет 0,88 объемов в 1 объеме воды. Рассчитайте максимально возможную массовую долю угольной кислоты в растворе исходя из предположения, что весь оксид углерода (IV) взаимодействует с водой. [c.141]
Нефтью называется природная смесь углеводородов различных классов с различными сернистыми, азотистыми и кислородными соединениями. По внешнему виду нефть представляет собой маслянистую жидкость, обыкновенно бурого цвета, хотя встречаются нефти, имеющие более светлые оттенки коричневого цвета. Вязкость нефти различна и зависит от состава. Представляя собой смесь органических веществ, нефть способна гореть, выделяя при этом до 10 ООО калорий на килограмм. В минералогическом отношении нефть относится к числу горючих ископаемых или каустобиолитов. Нефть практически ие содержит химически активных веществ вроде кетонов, спиртов и т. п. соединений, хотя в некоторых случаях имеет кислотный характер вследствие незначительного содержания кислот. Все химические свойства нефти показывают, что нефть никогда не подвергалась действию высоких температур и поэтому для нее нехарактерны обычные компоненты, свойственные различным продуктам перегонки углей, торфа и других естественных горючих материалов. Нефть часто сопровождается в природе различными окаменелостями, позволяющими определить геологический возраст нефти в ее современном залегании. Обыкновенно нефть сонровояодается газом и водой, представляющей собой раствор галоидных и углекислых растворимых солей, иногда в воде содержатся сероводород и растворимые сульфиды. [c.5]
Впрочем, если бы сколько-нибудь значительная часть растворенного в воде углекислого газа содержалась в растворе не в виде молекул СО2, а в виде молекуле НзСОд, то растворимость углекислого газа в соответствии с изостерией молекул СО3 и МзО (см. стр. 555) значительно превышала бы растворимость закиси азота, в действительности же растворимость того и другого газа в воде практически одна и та же, а именно 0,9 при 20°. Угольная кислота очень слабая. Концентрация ионов гидроксония в насыщенной углекислым газом воде достаточна, чтобы окрасился в красный цвет лакмус, но недостаточна, чтобы окрасился в розовый цвет метилоранж. [c.557]
Процесс минерализации приводит к разложению органических веществ на более простые, минеральные (углекислый газ, воду, соли и т. п.). Процесс гумификации приводит к синтезу новых органических (гуминовых) веществ, составляющих главную массу почвенного перегноя. Этот процесс происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Среди гуминовых веществ различают растворимые в щелочных растворах и нерастворимые в них. К первым относят гуминовую, ульминовую, креповую и апокреновую кислоты, ко вторым — гумин и ульмин. [c.469]
Растворимость газов зависит не только от температуры, но и от давления она пропорциональная давлению газа над жидкостью. Это означает, что при повыщенки давления газа в два раза растворимость также возрастет в два раза. Практические следствия этого эффекта вы наблюдаете каждый раз, когда открываете бутьыку газированной воды, содержащей углекислый газ. Из жидкости при этом бурно выделяется растворенный газообразный диоксид углерода (СОз). Перед тем как герметически закрыть бутылку, в нее под давлением нагнетается диоксид углерода. При открывании бутылки давление падает до атмосферного и из жидкости вьаделяется газ до тех пор, пока его содержание в ней не станет соответствовать насыщенному раствору газа при этом пониженном давлении. [c.55]
Остановимся еще на растворимости углеводородных газов и углекислого газа в пластовых водах. В табл. 72 приведены дан-Р ые о растворимости метана в дистиллированной воде и в сла-боминерализованной воде хлоркальциевого типа, содержащей [c.134]
Рассматривая растворимость в воде метана и углекислого газа, надо иметь в виду, что поровая вода нефте- и газомате- [c.135]
Формула НООС-СООН при комнатной температуре белые кристаллы без запаха ядовита растворима в воде. Обладает восстановительными свойствами, окисляясь при этом с образовашем углекислого газа и воды диссоциирует образует соли - охеалты. Окисление [c.201]
Объемный эффект. Связан с заметным ростом объема нефти при смешивании ее с углекислотой. Увеличение объема нефти при растворении в ней СО2 способствует более эффективному первичному вытеснению, а также доотмыву остаточной нефти. Хотя точное вычисление прироста нефтеотдачи невозможно, эффект растет с ростом количества растворенного в нефти СО2. Объемный эффект будет сказываться при большой кратности объемов фильтруемой через зоны остаточной нефти углекислого газа в чистом виде или растворенном в воде состоянии. Величина прироста нефтеотдачи зависит от степени растворимости углекислого газа в водной и углеводородной среде. Одновременно с ростом объема раствора углекислоты в нефти происходит его уплотнение, что объясняется снижением суммарного объема составляющих (нефти и СО2) при их взаимном растворении. Это увеличение плотности также способствует более равномерному вытеснению нефти вследствие уменьшения разности плотностей нефти и воды. [c.150]
Содержание серы. Повышенное содержание серы в коксе создает неблагоприятные условия в помещении цеха прока-лива1шя удаление серы при высокотемпературных процессах прокаливания и графитирования ухудшает структуру и прочностные свойства изделий (электродов, конструкционных материалов). Содержание серы в коксе можно определить методом двойного сожжения. В случае высокой зольности более точные результаты дает метод Эшка . Сущность последнего метода заключается в сплавлении навески кокса, помещенной в фарфоровый тигель, с окисью магния и углекислым натрием. При этом сера в коксе переходит в неорганические соли, растворимые в воде. При помощи насыщенного раствора брома (илп перекиси водорода) сульфиты переводят в сульфаты, затем раствор обрабатывают хлористым барием (при этом выпадает в осадок образовавшийся сернокислый барий). Осадок переводят па фильтр, промывают и высушивают и фарфоровом тигле до достижения постоянной массы. Содержание серы в коксе рассчитывают по формуле [c.139]
Металлические соли сульфокислот. Соли сульфокислот обычно выделяются из реакционной смеси по одному из двух следующих методов. Реакционная смесь может быть разбавлена водой и нейтрализована углекислым кальцием пли барием с образованием растворимой солп сульфокислоты и нерастворимой сернокислой солп щелочноземельного металла. Соль кристаллизуется прп упаривании фильтрата. Добавлением к фильтрату растворимого в воде сульфата или карбоната можно получить любую другую соль сульфокислоты. Более простой метод, особенно полезный прп получении солей щелочных металлов, заключается в выливании реакционной смеси в крепкий раствор хлорида щелочного м. талла. Растворимость солей ароматических сульфокислот снижается благодаря присутствию избытка хлорида п сорной 1Л1СЛ0ТЫ, оставшейся по окончании сульфирования [7]. По данным Фишера [8], растворимость натриевой соли В-нафталинсульфо-к1 слоты в 5 н. соляной кислоте при 23,9° (2,42 г в 100 г воды) в 2,5 раза меньше, чем в воде (6,0 з в 100 г воды). Повидпмому, II в других минеральных кислотах растворимость меньше, чем в воде. Подробно изучена растворимость натриевой сол т 2-наф-та п1нсульфокислоты в воде при разных температурах, а также в растворах хлористого и сернокислого натрия [9]. [c.198]
Промышленный генератор СО2 позволяет получать при сжигании чистых (неодоризованных) СНГ чистый углекислый газ исключительно простым способом. При окислении СНГ при избыточном количестве воздуха образуется смесь СО2, паров воды и азота, которая может сразу же компримироваться и вдуваться непосредственно в напиток, так как пары воды конденсируются, а азот, обладающий меньщей, чем СО2, растворимостью, пройдет через жидкость, не абсорбируясь. При другом способе получения СО2 накапливается за счет абсорбции в одном из многочисленных селективных растворителей (моноэтаноламин, модифицированный карбонат калия, некоторые аминоспирты, сульфинол и т. п.), а затем регенерируется в виде концентрированного газа из растворителя. Дальнейшая очистка осуществляется при глубоком охлаждении (СО2 затвердевает при —78,5 °С, при этом отделяется большая часть газообразных примесей, имеющих более низкую точку кипения). Твердая двуокись углерода (сухой лед) используется для газирования напитков, в частности в тех случаях, когда масштабы розлива по бутылкам невелики, а организация местного производства СО2 неэкономична. [c.272]
Кальцинированная сода — основной реагент для связывания ионов кальция. Это мелкокристаллический порошок бejЮIo цвета, медленно растворимый в воде, применяется чаще в виде 4-5%-ного водного раствора. При взаимодействия соды с солями казп.цкя образуется не растворимый в воде углекислый кальций, практически не ухудшающий качество раствора. [c.58]
Д и ф е и и л т и о м о ч е в и н а, или тиокарбанилид, образует очень устойчивые кристаллы, почти не растворимые в воде т. пл. 15Г. При нагревании этого соединеиия с углекислым свинцом происходит отщепление сероводорода и образуется дифенилкарбодиимид если же к реакционной смеси прибавить еще и аммиак, то получается дифенилгуани-дин [c.584]
Для СигСОЯЗгСОз — гидроксокарбонат меди (И). Схема прибора и методика проведения опыта аналогичны предыдущим. Термическое разложение соли проходит спокойно и прибавление SiOj излишне. Поскольку углекислый газ хорошо растворяется в воде, ее предварительно насыщают СОг или Na l, или подкисляют соляной кислотой для снижения растворимости СОг. [c.53]
chem21.info
Раствор - углекислый газ - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Раствор - углекислый газ
Cтраница 1
Раствор углекислого газа в воде имеет кисловатый вкус и обнаруживает слабокислую реакцию на лакмус. [1]
Раствор углекислого газа в воде имеет кислую реакцию. [2]
Раствор углекислого газа в воде тоже имеет кислую среду. Однако в 1 л воды может быть растворен лишь 1 л СО2, что обеспечит молярную концентрацию угольной кислоты примерно 0 04 М, даже если допустить, что весь растворенный углекислый газ взаимодействует с водой с образованием угольной кислоты. [3]
Кислые свойства раствора углекислого газа выражены очень слабо. [4]
Обычно растворенный кислород удаляют продуванием через раствор углекислого газа, азота или водорода, а затем проводят полярографирова-ние без доступа воздуха. [6]
Какие молекулы и ионы находятся в растворе углекислого газа в воде. [7]
В результате такого нагрева происходит выделение из раствора углекислого газа, водяных паров и ларов моноэтаноламина. В дефлегматоре паро-газовая смесь подогревает насыщенный раствор моноэтаноламина, после этого она поступает в холодильник СОг 13, в котором почти полностью конденсируются водяные пары и тары моноэтаноламина и происходит охлаждение углекислого газа. [8]
На рис. 105 приведены эти зависимости для раствора углекислого газа в воде. Как видно, кривые при разных глубинах дегазации накладываются друг на друга. То же наблюдается и для раствора углекислого газа в изооктане. [10]
На рис. 102, 103 представлены аналогичные кривые для раствора углекислого газа в изооктане при более высоких температурах: 307 и 323 К. С повышением температуры время полного растворения газа уменьшается. Когда растворение газа происходит при р рнб ( кривая 3), время полного растворения с повышением температуры уменьшается более резко. [12]
В качестве вытесняющего агента, увеличивающего нефтеотдачу, применяют карбонизированную воду-водный раствор углекислого газа. Углекислый газ хорошо растворяется в нефти. При растворении СО2 в воде и в нефти уменьшается поверхностное натяжение на границе раздела фаз. За счет этого снижается остаточная нефтенасыщенность и увеличивается коэффициент вытеснения. Растворение СО2 в воде увеличивает ее вязкость, растворение СО2 в нефти снижает вязкость нефти и увеличивает фазовую проницаемость. Этим достигается контроль за подвижностью фаз и, тем самым, увеличение коэффициента охвата. [13]
По истечении 10 мин, необходимых для полного удаления из раствора углекислого газа, титруют исследуемый раствор санти-нормальиым раствором едкого натра. Сначала доводят рН раствора точно до 4 1, добавляя 1 - 2 капли 0 01н раствора, серной кислоты до появления бледно-розовой окраски. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
