気相濃度と水溶液の濃度の計算について

No.25595 2007-10-26 05:33:30 ZWla8f マチャ

アルカリ溶液に溶けた二酸化炭素(CO32-)や硫化水素(HS-)を
密閉容器中で酸を加えて気相にガスを移動させたとします。
その後密閉容器のヘッドスペースのガス濃度をガスクロで分析しますが、ガスクロで分析した気相中の濃度はたとえば1ppmは1000L中1mLという体積濃度となります。
水溶液濃度では1ppmは水1kgに対して1mgという重量濃度となるのですが、溶液中の溶質濃度を全て気相に移動させたときに予想される気相中濃度の計算方法がよくわかりません。
密閉容器中で水溶液と気相の体積が等しい場合について（たとえばそれぞれ10mL)計算方法を教えていただけませんでしょうか。

No.25596 【A-1】

Re:気相濃度と水溶液の濃度の計算について

2007-10-26 19:10:06 火鼠（ZWl8329

ちと、まってよ～。かなり、楽しい実験やられてると思うのですが。？温度があって、圧力がある。おまけに気液平衡がある。因子が、多いんだから。中学生のやってみた実験ならいいけど、要求事項は違うのではないでしょうか？おまけに、吸着という因子もありますね。要因分析をしっかりしてから、実験計画を立てた方がいいのではないでしょうか？二酸化炭素は、そのままですが、酸素が、ある中だったら、硫化水素はどうなるのでしょう。水の酸性度と、含有塩類の濃度で、ガスの溶海解度は、どう変わるのでしょうか？気圧の変化は？水温の変化は？気温の変化は？密閉された、（想定）試料の湿度は、影響ないの？
試験するガス体の特性を今一度見直しされたほうが、いいと思います。また、気液平衡は、ここまで、高度な、実験を計画されるのなら、知らないとか、わからないとか、の領分ではないと思います。今一度、見直してみてください。

回答に対するお礼･補足

コメントありがとうございます。
とりあえずコメントにある事項や影響は軽微で無視できると仮定して頂きたいと思います。
まずはとにかく体積濃度と質量濃度の換算？が恥ずかしながらよくわからないので、もしご存知でしたら教えていただければ幸いです。

No.25630 【A-2】

Re:気相濃度と水溶液の濃度の計算について

2007-10-29 21:24:19 Lake （ZWla752

水溶液濃度1ppmは重量分率、気相中濃度1ppmは体積分率、気体を理想気体と仮定すると体積は分子数（モル数）に比例する（もちろん温度、圧力一定で）・・・
この辺から計算式は作れませんか？計算通りにいくかどうかは別として。

回答に対するお礼･補足

例えば水1Ｌに0.001mol(1mmol、44ppm)のCO2が溶解していてこれを全て298.15Kで24.79Lの体積気相に移動させたと仮定したとすると（圧力が1atmのまま変化しないと仮定して）、気相中のCO2体積が
V=nRT/pから
0.001×0.0820578×298.15÷1=0.0245(L)
1000Ｌあたりの体積に換算すると0.98(L)で
ガスクロで分析される予想濃度は980ppm
と以上考えてみましたがどうでしょうか？
何かずいぶん濃度が高い気がするのでどこかおかしいような気がします。
気相の体積が小さくなればその分分析濃度が高くなっていろいろと仮定が破綻するでしょうが・・・

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