养殖水环境化学— 溶解气体.ppt

* §3-1 气体在水中的溶解度和溶解速率 §3-2 水中氧气的来源与消耗 §3-3 溶氧的分布和变化 §3-4 溶解氧在水域生态系中的作用 §3-5* 气体的溶解逸出与气泡病的关系 第三章 溶解气体 §3-1 气体在水中的溶解度和溶解速率 溶解度:一定条件下，气体在水中达溶解平衡后，一定量的水中溶解气体的量。单位: 易溶气体—100g水中溶解的量(质量或体积(标态)) 难溶气体—1L水中溶解的量(质量mg/L 或体积；ml/L (标态)) 一、气体在水中的溶解度 （一）影响因素 气体本身的性质； 温度； 含盐量：离子对水的电缩作用； 气体分压力； 表3-1 部分气体在纯水中的溶解度 (20℃、101.325 kPa) 气体 溶解度 溶解度 气体 溶解度 溶解度 (ml/L) (mg/L) (ml/L) (mg/L) N2 15.5 18.9 H2S 2.58?103 3.85?103 H2 18.2 1.60 SO2 39.4?103 1.13?103 O2 31. 0 43. 0 NH3 7.02?103 5.31?103 CO2 878 1690 C2H2 1.03?103 1.17 ?103 空气 18.7 25.8 C2H4 1.22?102 1.49?103 Cl2 230 7290 C2H6 47.2 62.0 O3 368 1375 CH4 33.1 2.2 注：这里气压指纯气体，要与大气中实际分压区别开 1、气体本身的性质 极性大的溶解度大， 能发生反应的溶解度大 ? 图3-1 气体溶解度随温度的变化 温度低气体温度系数较大 温度高气体温度系数较小 DO溶解氧 ( mg/L P368)： 淡水: 10℃—11.27 20℃—9.07 海水(S=35): 10℃—9.03 20℃—7.39 2 3、温度与含盐量 含盐量电缩作用影响 结论：低温区对溶解度的影响更大 4、气体分压力 享利定律：对于难溶气体，当气体压力不大时气体溶解度与其分压力成正比： Cs= KH ×P KH：亨利常数，与温度、盐度有关，注意其单位变化。 同一气体在同温度时： Cs1 / Cs1 = P1 / P2 分压P的计算—道尔顿分压定律： PB = PT×?B ?B = VB / ?Vi = nB / ?ni 例：大气中O2分压： PO2 = (PT – Pw) ?20.95％ (二) 溶解气体在水中的饱和度 饱和度： 溶解气体的现存含量占所处条件下饱和含量的百分比。 W = (C /Cs) ×100% Cs = [(PT – Pw)/ (P0T – Pw)]C0s 同温时不同大气压饱和含量： 注： 盐度对水蒸汽压Pw影响不大，一般可用纯水蒸汽压代替。 水面实际大气压，可由水面海拔高度计算出。 （一）计算不同分压力下气体的溶解度 （二）计算不同大气压力下氧气的溶解度和饱和度 （三）求水中溶解气体的分压力PL 二、气体在水中溶解度的计算 习题：P87, 2、3、4、5 解题要领：1、亨利定律 2、道尔顿分压定律 （一）影响气体溶解速率的因素 三、气体在水中的溶解和逸出速率 1、气体的不饱和程度： dc/dt ? (cs- c) 2、水的单位体积表面积： dc/dt = Kg A V (cs- c) Kg：气体迁移系数(cm/min)，与气体性质、温度及扰动状况有关。 3、扰动状况 扰动混合使Kg显著增大。 如：无扰动静止条件下(20℃、101.3 kPa )，仅靠分子扩散，将水深30.05 cm处的溶氧从3 mg/L上升到4 mg/L需要12 d。 （二）双膜理论（Lewis W K Whitman W G，1923) 流体间存在气、液相界面，界面两侧各有一个很薄的滞流膜，滞流膜内存在浓度梯度，分