10.5.2 Výpočet koncentrace oxidu uhličitého ve vodě
V jednolitrové sifonové láhvi je 0,75 dm3 vody(1) o teplotě 20 °C, parní prostor má objem 0,25 dm3. Vypočítejte hmotnost CO2 (v g), která se rozpustí ve vodě při přípravě sodovky. Předpokládejte, že z bombičky přejde do sifonové láhve 5 g CO2(2). Určete rovněž tlak v sifonové láhvi. Henryho konstanta pro rozpustnost CO2 ve vodě při 20 °C je 144 MPa. K výpočtu p−V−T chování oxidu uhličitého v parní fázi použijte stavovou rovnici ideálního plynu.
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
Výsledek
(
),
pCO2 = 0,29 MPa,
p = 0,39 MPa
Řešení
Objem sifonové láhve V zaujímá kapalná fáze o objemu V(l) a parní fáze objemu V(g). Oxid uhličitý se rozdělí do obou fází, takže
kde ncelk je celkové látkové množství CO2 v sifonové láhvi. Oxid uhličitý přítomný v parní fázi bude vykazovat parciální tlak
Oxid uhličitý přítomný v kapalné fázi bude vykazovat tlak
kde n1 je látkové množství vody v kapalné fázi. V rovnováze musí být tyto tlaky stejné, tj.
Spojením vztahů (10.54) a (10.51) dostaneme látkové množství
a odtud aktuální hmotnost rozpuštěného CO2 (m = nM)
Parciální tlak CO2 v láhvi bude
Celkový tlak v láhvi bude
