[发明专利]一种测量气体在液体中溶解度的变体积定压装置及方法

权利要求书

1.一种利用测量气体在液体中溶解度的变体积定压装置测量气体在液体中溶解度的方法，其特征在于：

该装置包括气体腔(7)、平衡腔(12)、恒温槽(13)以及控压气瓶(18)，所述气体腔(7)以及平衡腔(12)设置于恒温槽(13)内，平衡腔(12)内设置有活塞(26)，活塞(26)将平衡腔(12)分隔为位于活塞(26)以上的溶气子腔室以及位于活塞(26)以下的高压子腔室两部分，控压气瓶(18)的体积大于平衡腔(12)的体积，控压气瓶(18)通过带有减压阀(17)以及压力传感器(15)的管路与所述高压子腔室相连，平衡腔(12)上设置有用于观测活塞(26)位置变化的可视窗(22)、与所述溶气子腔室相连通的进样阀(10)以及用于检测所述溶气子腔室内温度的温度传感器，气体腔(7)通过所述进样阀(10)与平衡腔(12)相连，气体腔(7)上设置有用于检测气体腔内温度和压力的传感器；

包括以下步骤：

1)将体积为V_l、摩尔量为n_l的液体加入平衡腔(12)的溶气子腔室内，然后对气体腔(7)、平衡腔(12)的溶气子腔室、高压子腔室以及气体腔(7)与平衡腔(12)的连接管路抽真空；

2)经过步骤1)后，将一定体积的目标气体充入并封闭于气体腔(7)内，然后检测气体腔(7)内的温度和压力；

3)将气体腔(7)内的部分目标气体充入并封闭于平衡腔(12)的溶气子腔室内，然后检测气体腔(7)内的温度和压力；

4)经过步骤3)后，通过调节恒温槽(13)的温度值使平衡腔(12)内温度达到目标温度，然后，通过减压阀(17)控制平衡腔(12)的高压子腔室内压力达到目标压力，并保证目标压力要小于控压气瓶(18)中气体的压力，待活塞(26)不再移动时检测平衡腔(12)的溶气子腔室内的温度和压力，并通过所述可视窗(22)测量活塞(26)的高度，根据该活塞(26)的高度得到平衡腔(12)的溶气子腔室内液体与未溶解的目标气体的总体积V_E；当活塞(26)不再移动时，平衡腔(12)的溶气子腔室内的压力等于所述压力传感器(15)测量的压力；

5)计算溶解度

根据步骤2)以及步骤3)检测的气体腔(7)内的温度和压力以及气体腔(7)的体积计算从气体腔(7)充入平衡腔(12)的溶气子腔室的气体的摩尔量Δn；根据步骤4)检测的平衡腔(12)的溶气子腔室内的温度和压力以及平衡腔(12)的溶气子腔室内未溶解的目标气体的体积V_g＝V_E-V_l，计算所述未溶解的目标气体的摩尔量n_g，根据Δn和n_g计算溶解到液体中的目标气体的摩尔量为根据和n_l计算目标温度和压力下目标气体溶解到液体中的摩尔分数x。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，利用设置于平衡腔(12)的溶气子腔室内的磁转子(25)对液体进行搅拌，直至活塞(26)不再移动。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若目标气体为混合气体，则还要进行以下两次对于目标气体的检测；第一次是在步骤2)中，利用气相色谱仪(6)对充入气体腔(7)的目标气体的成分进行检测；第二次是在步骤4)中，利用气相色谱仪(6)对所述未溶解的目标气体的成分进行检测；根据两次对于目标气体的检测得出溶解于液体的目标气体的成分。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据x计算得到目标气体在无限稀释溶液中的亨利常数。