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溶解气体概述(1)3.1气体在水中的溶解度和溶解速率3.1.1气体在水中的溶解度气体溶于水的过程是一可逆过程：3.1气体在水中的溶解度和溶解速率气体的溶解度：在一定条件下，某气体在水中的溶解达到平衡以后，一定量的水中溶解气体的量。易溶气体的溶解度：100g水中溶解气体的克数。难溶气体的溶解度：1L水中溶解气体的毫克数（或毫升数，标准状态下，0℃、101.325kPa)。3.1.1.1影响气体在水中溶解度的因素1）气体本身的性质分子极性分子能否与水反应部分气体在纯水中的溶解度

（20℃，101.325kPa时）2）温度：气体溶解度随温度升高而降低，较低温度下温度变化对气体的溶解度影响显著。3）含盐量温度压力一定时，水含盐量增加，会使气体在水中的溶解度降低。4）气体分压力亨利定律：c=KH×р同一种气体在同一温度下有：c1/c2=p1/p2道尔顿分压定律：pB=pT×φB海水中氧、氮气体在海水中的溶解度（c）与温度（T）、盐度（S）的关系式：3.1.1.2溶解气体在水中的饱和度1）体积与质量的换算系数f=Mr/22.4(mg/ml)O2:f=1.429mg/mlN2:f=1.251mg/ml2）溶解气体在水中的饱和含量与饱和度饱和含量：在一定的溶解条件下（温度、压力、含盐量）气体达到溶解平衡以后，1L水中所含该气体的量。饱和度：溶解气体的现存量（c）占所处条件下饱和含量（cs）的百分比。｛W｝10-2＝(c/cs)×1003）水中溶解氧的饱和含量在天然水体表面所承受的大气压力下，空气中的氧气在水中的溶解度。附录8：不同盐度和温度下，大气压为101.3kPa的饱和湿空气中的气氛在水中的饱和含量（cs0)。任意大气压下饱和含量：cs=[(pT-pw)/(pT0-pw)]×cs0在不同温度、盐度下，溶解氧的饱和含量（mg/L)3.1.2气体溶解平衡的有关计算3.1.2.1计算不同分压力下气体的溶解度3.1.2.2计算不同大气压力下氧气的溶解度和饱和度3.1.2.3求水中溶解气体的分压力3.1.3.1影响气体溶解速率的因素1）气体的不饱和程度2）水的单位体积表面积3.1.3气体在水中的溶解和逸出速率3.1.3.1气体传质双膜理论及其基本方程式1）基本概念①传质：在多相体系中，组份物质由一相经过界面传送到另一相中去的过程，也叫传质作用。②扩散作用：指物质分子由于热运动在整个容积内趋向于使浓度均匀分布而自动进行的过程。作用方向，浓度高→浓度低，浓度差是其动力。③紊流（湍流）：在流体中每一个质点都处于无规则，无一定方向的翻滚旋转的流动状态。运动速度快。④层流：指在流体中每一个质点都处于有规则，有一定方向的平行流动状态。2）双膜理论的具体内容①在气液两相体系中，每一相的主体部分都是处于紊流状态，但在相间界面两侧则各存在一层仍处于层流状态的气膜和液膜。边界膜的存在是由于界面的相对流动产生相互阻力，使液流和气流流动减缓，而产生的边界膜。无论如何扰动气体或液体，都不能将这两层膜消除，只能改变膜的厚度。气体主体内的分子溶入液体主体中的过程有4个步骤：Ⅰ靠湍流从气体主体内部到达气膜；Ⅱ靠扩散穿过气膜到达气-液界面，并溶于液膜；Ⅲ靠扩散穿过液膜；Ⅳ靠湍流离开液膜进入液相内部。②由于紊流区内的浓度降可以忽略不计，相间界面本身也不存在对物质的扩散阻力和浓度降低，因此传质过程中阻力和浓度降都在两层边界膜内，传质过程的总速度决定于边界膜的厚度和在其中进行的分子扩散速度。3）基本方程式①扩散方程式V＝（C1-C2)D/XD：扩散系数X：边界膜厚度C：浓度K=D/XV1=Ka(Pg-Pi)气膜内V2=Kb(Ci-Cl)液膜内Ka、Kb：传质系数②传质方程式V=dc/dt=Kg(Cs-C)Kg：溶解速率常数Kg=kg·A/Vkg:迁移速率系数A：水体表面积V:水体体积kg=0.0096(t+36)(cm·min-1)(t为℃)(Ct-C0)=(Cs-C0)(1-e-kgt)3.1.3.2影响气体溶解速率的因素1）水中溶解气体的不饱和程度。C2）气-液界面的大小，即水体的比表面积。A/V3）