skan0126

Roztwory i równowagi fazowe 129

Przykład 4.2. Wartości stałych Henrykego dla azotu i tlenu w wodzie wynoszą odpowiednio 6,51 • 10⁷ min Hg oraz 3,30-10⁷ mm Hg. Przyjmując, że powietrze zawiera 77,5% wagowych azotu i 22,5% wagowych tlenu, porównać rozpuszczalności tych gazów w powierzchniowych warstwach wód przy ciśnieniu zewnętrznym 750 mm Hg.

Rozwiązanie. W 100 g powietrza zawartych jest 22,5 g tlenu i 77,5 gazo-tu, zatem

_    22,5/32

^A°² ” 22,5/32 + 77,5/28

0,202

oraz x_N2 = 1 - .v₀, = 0,798.

Zgodnie z prawem Daltona (równanie (2.10)), ciśnienia parcjalne tlenu i azotu wynoszą

p= Xq₁ p = 0,202 • 750 = 151,5 mm Hg,

p_N, = P-Po₂ = 750 - 151,5 = 598,5 mm Hg.

Według prawa Henry’ego (równanie 4.10), rozpuszczalności tych gazów' w wodzie (w ułamkach molowych) wynoszą

151,5 3,30 - 10⁷

= 4,6 • 10~⁶

oraz

*n₂

P N₂

^2,N₂

598,5 6,51 -10⁷

= 9,19 nr⁶.

Mimo że stężenie tlenu w powietrzu jest czterokrotnie mniejsze od stężenia azotu, jego ilość w wodzie jest tylko dwukrotnie mniejsza od ilości azotu. Ma to duże znaczenie biologiczne. ■

W spółczynnik podziału Nernsta K_PN

/

K_m = -,7    (4-11)

c

określa, że w stanie równowagi stosunek stężeń substancji, rozpuszczonej w dw^róch, nie mieszających się ze sobą fazach, jest wielkością stałą.

Przykład 4.3. Kwas benzoesowy rozpuszcza się zanrwno w wodzie (gdzie ulega dysocjacji), jak i w ksylenie (gdzie ulega częściowej dimeryzacji). W temperaturze 25°C stała dysocjacji wynosi K_c = 6,46 • 10^-5, zaś stała dimeryzacji jest rówma K_d = 500. W pewnym eksperymencie całkowite stężenia kwasu benzoeso-