Chemická termodynamika II

kde C\i), C\g) jsou molární koncentrace plynu v kapalné resp. plynné fázi.
V současné době se doporučuje vyjadřovat rozpustnost plynů prostřednictvím molárního
zlomku plynu v kapalné fázi nebo ve formě Henryho konstanty, neboť tato
vyjádřeníjsou vhodnější pro termodynamické zpracování. Molární zlomek je běžně
uváděn pro parciální tlak plynu Pl = 101,325 kPa. Pro přepočet Ostwaldova koeficientu
L na molární zlomek lze odvodit vztah
Xl(Pl = 101,325 kPa) = [Vml(Pl = 101,325 kPa)/(V;~ L) + Itl, (5.25)
kde Vml (Pl = 101,325 kPa) a V;~n jsou molární objemy rozpuštěného plynu a rozpouštědla
za tlaku Pl = 101,325 kPa a dané teploty. Henryho konstanta je definována
vztahem (5.12), který lze psát za předpokladu ideálního chování parní fáze ve tvaru
kde Pl je parciální tlak rozpuštěného plynu.
(5.26)
Příklad:
Vosmanský a. Dohna.I[145] uvádějí pro rozpustnost dusíku(l) v cyklohexanu(2) při
298,15 K Ostwaldův koeficient L = 0,1729. Vyjádřete tuto rozpustnost Bunsenovým
koeficientem, molárním zlomkem rozpuštěného dusíku za parciálního tlaku dusíku
101,325 kPa a Henryho konstantou. Předpokládejte ideální chování plynného dusíku.
Hustota kapalného cyklohexanu při dané teplotě je p~i) = 0,77389 g. cm- 3 •
!tešení: Ze vztahu (5.23) a = L(273, 15/T) = O, 1584.
Ze vztahu (5.25) XI(PI - 101,325 kPa) = [(RTAl))/(M 2 Lpl) + 1]-1 =
[(8,314.298,15.0,77389)/(84,096.0,1729.0,101325) +1]-1 = 7,674.10- 4 •
Vzhledem k malé hodnotě rozpustnosti je předpokládána platnost Henryho zákona a
tedy
H 12 = Pl/Xl = 0,101325/(7,674.10- 4 ) = 132,04 MPa..
V případech, kdy rozpouštědlo nemá snadno definovatelnou molární hmotnost
(např. oleje nebo biologické tekutiny), výše uvedených veličin (Xl, H 12 ) k vyjádření
rozpustnosti nelze potlŽít. Doporučovanou veličinou v tomto případě je hmotnostní
rozpustnost definovaná jako látkové množství plynu vztažené na 1 g rozpouštědla
při parciálním tlaku 101,325 kPa.
Jako zdroj údajů o rozpustnosti plynů v kapalinách je možno doporučit mnohasva-zkovou
kritickou kompilaci "Solubility Data Series"[62] vydávanou Mezinárodním
svazem čisté a aplikované chemie (IUPAC) či Gerrardovy monogratie[36J,[37J.
5.6 Odhad rozpustnosti plynů v kapalinách
Experimentální data o rozpustnosti plynů v kapalinách nejsou, zvláště ve srovnání
s daty o rovnováze kapalina-pára, příliš početnáa navíc většina dostupných údajů byla
181