На главную страницу сайта Опыты по химии Химический Юмор. Научный Юмор Опыты по физике    



Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики

Эксперименты по Химии - Практическая Химия - Книги по Химии - Физика – Астрономия – Биология – Научный Юмор
Прежде чем отправить свое сообщение - ознакомьтесь с ПРАВИЛАМИ ФОРУМА.
Прежде чем создать новую тему - воспользуйтесь ПОИСКОМ, возможно, аналогичная тема уже есть

Часовой пояс: UTC




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: СО2: экспериментальное растворение при 20МПа (вопросы)
СообщениеДобавлено: 02 май 2016 09:55 
Не в сети
Посетитель
Посетитель

Зарегистрирован: 02 май 2016 09:53
Сообщения: 3
Попалось непростое задание - поддержание постоянной заданной концентрации углекислого газа в замкнутой системе при 20 МПа и циркуляции потока. При введении углекислого газа в сосуд получала заданную концентрацию. Через 12 часов концентрация растворённого газа вырастает в 2-2,5 раза. Никак не могу разобраться с ситуацией. Кто может подсказать по проблеме?
По задумке нужно растворять в солёной воде (плотность до 1,2 г/см3), газ подаётся из специального технического резервуара. Перемешивание между жидкими фазами (газ/вода) происходит постоянно в течение 20 часов. Проба для определения растворённого газа отбирается через 15 минут после введения газа в циклические условия. Затем каждые 10 часов. В начале эксперимента концентрация газа равна примерно 35 мг/л, через 10 часов уже около сотни и держится на таком же уровне до конца цикла (иногда снижается).
С уважением, Ирина.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос по растворению углекислого газа при 20Мпа
СообщениеДобавлено: 02 май 2016 10:37 
Не в сети
Гуру
Гуру
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 дек 2011 00:54
Сообщения: 4657
Откуда: Киевская обл.
Не исключено обратимое связывание СО2 растворёнными в воде солями с образованием кислот и гидрокарбонатов (давление-то высокое!) - вот вам и дополнительное поглощение газа. Равновесие достигается не сразу, оно зависит от давления, температуры и (особенно!) присутствующих в растворе ионов.
Кстати, а в самой установке СО2 не может где-то там связываться?
=========================================
П.С. "Солёная вода" для химика - это не только NaCl.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос по растворению углекислого газа при 20Мпа
СообщениеДобавлено: 02 май 2016 11:42 
Не в сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 17 ноя 2009 03:45
Сообщения: 12252
Откуда: г. Волгоград
С точки зрения химической кинетики процесс растворения углекислого газа в воде достаточно сложен. Когда СО2 растворяется в воде, то устанавливается равновесие между угольной кислотой Н2СО3, бикарбонатом НСО3- и карбонатом СО32-.
H2O + CO2 ↔* H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO32-
1) H2CO3 ↔ H+ + HCO3- рКа1 = 4,4 x 10-7
2) HCO3- ↔ H+ + CO32- рКа2= 5,6 x 10-11
Баланс между углекислым газом, бикарбонатом и карбонатом зависит от pH: здесь действует принцип Ле Шателье - наличие в растворе ионов водорода сдвигает щелочную реакцию среды и кислую сторону (рН до 5,5). И наоборот удаление протонов из системы смещает равновесие реакции влево, когда углекислый газ восполняется из карбоната и бикарбоната. Таким образом, при низком значении pH, в системе преобладает углекислый газ, и фактически ни бикарбоната, ни карбоната не образуется, тогда как при нейтральном значении pH, бикарбонат доминирует над СО2 и Н2CO3. И только при высоком pH, преобладает карбонат.
Поэтому если в соленой воде присутствуют соли летучих кислот, то углекислый газ будет интенсивно запасаться в виде гидрокарбонатов и карбонатов.

_________________
Accidit in puncto quod non speratur in anno


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос по растворению углекислого газа при 20Мпа
СообщениеДобавлено: 02 май 2016 14:03 
Не в сети
Посетитель
Посетитель

Зарегистрирован: 02 май 2016 09:53
Сообщения: 3
Upsidesium писал(а):
С точки зрения химической кинетики процесс растворения углекислого газа в воде достаточно сложен. Когда СО2 растворяется в воде, то устанавливается равновесие между угольной кислотой Н2СО3, бикарбонатом НСО3- и карбонатом СО32-.
H2O + CO2 ↔* H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO32-
1) H2CO3 ↔ H+ + HCO3- рКа1 = 4,4 x 10-7
2) HCO3- ↔ H+ + CO32- рКа2= 5,6 x 10-11
Баланс между углекислым газом, бикарбонатом и карбонатом зависит от pH: здесь действует принцип Ле Шателье - наличие в растворе ионов водорода сдвигает щелочную реакцию среды и кислую сторону (рН до 5,5). И наоборот удаление протонов из системы смещает равновесие реакции влево, когда углекислый газ восполняется из карбоната и бикарбоната. Таким образом, при низком значении pH, в системе преобладает углекислый газ, и фактически ни бикарбоната, ни карбоната не образуется, тогда как при нейтральном значении pH, бикарбонат доминирует над СО2 и Н2CO3. И только при высоком pH, преобладает карбонат.
Поэтому если в соленой воде присутствуют соли летучих кислот, то углекислый газ будет интенсивно запасаться в виде гидрокарбонатов и карбонатов.

У нас всего 4 соли (три хлорида и один сульфат). Может быть,Вы подскажете адекватную методику определения растворённого СО2? Именно тех гидрокарбонат ионов, которые образуются от СО2? Или какой анализатор прикупить?


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос по растворению углекислого газа при 20Мпа
СообщениеДобавлено: 02 май 2016 15:46 
Не в сети
Ветеран
Ветеран

Зарегистрирован: 16 авг 2012 03:02
Сообщения: 966
Ну, начнём с того, что при хорошем перемешивании концентрация углекислоты в воде через некоторое время достигнет насыщения, и при постоянных парциальном давлении СО2 и температуре будет оставаться на этом уровне абсолютно автоматически, без постороннего вмешательства.

Какое оно будет - другой вопрос. Можете изучить, скажем, вот это http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01861a033 и вот это http://www.kgs.ku.edu/PRS/publication/2 ... P1-05.html (там есть ссылки).
Судя по всему, при давлении в 20МПа и в рассоле это концентрация должна быть в районе 20-30 г/л, но никак не 35 мг/л. Возможно, вы просто при отборе пробы сбросили давление, и весь ваш растворённый СО2 улетел, как из открытой бутылки с шампанским?
Вот здесь http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01871a025 описывают, как измеряли концентрацию углекислоты в воде при таких давлениях. Не знаю, какой методикой пользовались вы.

Если вам нужен постоянный контроль - я бы попробовал измерять рН. Растворение такого количества СО2 в воде будет очень сильно её подкислять. Если нет других процессов, которые влияли бы на уровень рН (хз, что у вас там происходит), то это самый простой способ контроля.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос по растворению углекислого газа при 20Мпа
СообщениеДобавлено: 02 май 2016 16:27 
Не в сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 17 ноя 2009 03:45
Сообщения: 12252
Откуда: г. Волгоград
samotnik писал(а):
Можете изучить, скажем, вот это http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01861a033
Вот здесь http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01871a025 описывают, как измеряли концентрацию углекислоты в воде при таких давлениях. Не знаю, какой методикой пользовались вы.

Полные статьи в архиве
Вложение:
Carbon Dioxide Solubility in Water.rar [553.8 Кб]
Скачиваний: 328

_________________
Accidit in puncto quod non speratur in anno


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Вопрос по растворению углекислого газа при 20Мпа
СообщениеДобавлено: 02 май 2016 18:19 
Не в сети
Посетитель
Посетитель

Зарегистрирован: 02 май 2016 09:53
Сообщения: 3
Спасибо за грамотную консультацию!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Часовой пояс: UTC


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 6


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

[Сообщить об ошибке, испорченном вложении, битой ссылке]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group