题目
若亨利系数E值很小,依据双膜理论,则可判断吸收过程的速率由下列哪项控制()。A. 液相主体B. 液膜C. 双膜D. 气膜
若亨利系数E值很小,依据双膜理论,则可判断吸收过程的速率由下列哪项控制()。
A. 液相主体
B. 液膜
C. 双膜
D. 气膜
题目解答
答案
D. 气膜
解析
本题考查双膜理论以及亨利系数对吸收过程速率控制步骤的影响。解题思路是先明确双膜理论中吸收过程的传质阻力分布情况,再分析亨利系数与气膜、液膜传质阻力的关系,最后根据亨利系数很小这一条件判断吸收过程的速率控制步骤。
双膜理论基本概念
双膜理论认为,在气液两相间存在着稳定的相界面,界面两侧分别存在着呈层流流动的气膜和液膜。吸收过程的传质阻力主要集中在这两层膜内。气膜传质阻力与气膜厚度、气相扩散系数等因素有关;液膜传质阻力与液膜厚度、液相扩散系数等因素有关。
亨利系数与传质阻力的关系
亨利定律表达式为 $p = Ex$,其中 $p$ 为溶质在气相中的平衡分压,$E$ 为亨利系数,$x$ 为溶质在液相中的摩尔分数。亨利系数 $E$ 反映了气体溶质溶解的难易程度,$E$ 值越小,气体越容易溶解。
从传质阻力的角度来看,气膜传质阻力与亨利系数 $E$ 成反比,液膜传质阻力与亨利系数 $E$ 成正比。即 $E$ 越小,气膜传质阻力越小,液膜传质阻力越大。
判断吸收过程的速率控制步骤
当亨利系数 $E$ 值很小时,说明气膜传质阻力远小于液膜传质阻力。在吸收过程中,传质速率主要取决于传质阻力大的步骤,也就是液膜传质阻力大时,吸收过程的速率由液膜控制;反之,当气膜传质阻力远小于液膜传质阻力时,吸收过程的速率由气膜控制。