[例 7-1] 在常压及20℃下测得氨在水中的平衡数据为:浓度为 .5gN(H)_(3)/100g(H)_(2)O-|||-的稀氨水上方的平衡分压为400Pa。在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示。试求-|||-亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数m。-|||-氨水密度可取为 /(m)^3

步骤 1：计算摩尔分数 $x$
首先，我们需要计算氨在水中的摩尔分数 $x$。摩尔分数 $x$ 是指氨的摩尔数与氨和水的总摩尔数之比。氨的摩尔数为 $\frac{0.5}{17}$，水的摩尔数为 $\frac{100}{18}$。因此，摩尔分数 $x$ 为：
$$
x = \frac{\frac{0.5}{17}}{\frac{0.5}{17} + \frac{100}{18}} = 0.00527
$$
步骤 2：计算亨利系数 $E$
根据亨利定律，亨利系数 $E$ 可以通过平衡分压 $p$ 与摩尔分数 $x$ 的比值来计算。因此，亨利系数 $E$ 为：
$$
E = \frac{p}{x} = \frac{400}{0.00527} = 7.59 \times 10^4 \text{ Pa}
$$
步骤 3：计算相平衡常数 $m$
相平衡常数 $m$ 是指气相摩尔分数 $y$ 与液相摩尔分数 $x$ 的比值。气相摩尔分数 $y$ 为：
$$
y = \frac{p}{P} = \frac{400}{101.33 \times 10^3} = 0.00395
$$
因此，相平衡常数 $m$ 为：
$$
m = \frac{y}{x} = \frac{0.00395}{0.00527} = 0.75
$$
步骤 4：计算溶解度系数 $H$
溶解度系数 $H$ 可以通过气相摩尔分数 $y$ 与液相摩尔浓度 $c$ 的比值来计算。液相摩尔浓度 $c$ 为：
$$
c = \frac{\frac{0.5}{17}}{\frac{0.5 + 100}{1000}} = 0.293 \text{ kmol/m}^3
$$
因此，溶解度系数 $H$ 为：
$$
H = \frac{c}{p} = \frac{0.293}{400} = 7.33 \times 10^{-4} \text{ kmol/(m}^3 \cdot \text{Pa)}
$$