Vraag:
Is zuurstof boven het kritieke punt altijd superkritische vloeistof? Lijkt het nog steeds ongeveer de ideale gaswet te volgen?
uhoh
2019-10-09 18:10:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

In dit antwoord heb ik beweerd (zonder een 'apotheeklicentie') dat zolang zuurstof boven het kritieke punt in zowel temperatuur (154,5 K) als druk (50,4 bar) is, een superkritische vloeistof te zijn.

Deze opmerking van een gebruiker waarvan ik denk dat hij een ervaren duiker is, zegt:

Duikers gebruiken het idee ( l) gaswet voor lucht- en zuurstofflessen om de hoeveelheid resterende gas voor 200 tot 10 bar te berekenen. Dit zou niet mogelijk zijn als er superkritische zuurstof in de tank zit.

Met andere woorden, de ideale gaswet werkt redelijk goed voor zuurstof tussen 10 en 200 bar; voor een gegeven temperatuur is de hoeveelheid zuurstof (aantal atomen of massa in kg) bijna lineair evenredig met de druk.

De opmerking stelt dat dit het bewijs is dat zuurstof geen superkritische vloeistof kan zijn.

Vraag (en):

  1. Als zuurstof boven zowel 50,4 bar als 154,5 K is, is het dan altijd een superkritische vloeistof, einde verhaal?
  2. Als dat zo is, zou het dan toch de neiging hebben om de ideale gaswet redelijk nauw te volgen?
Ervaren duikers hoeven geen ervaren fysisch chemici te zijn.Maar nogmaals, er is geen daadwerkelijke fysieke grens tussen gasvormige en superkritische toestanden, dus je mag het noemen wat je maar wilt.Het is slechts een kwestie van gemak.
Ik heb gezien dat "amorf" wordt gebruikt voor vloeistoffen boven zowel de kritische druk als de kritische temperatuur.In principe benaderen ze nog steeds ideale gassen als de temperatuur hoog genoeg is en de druk laag genoeg om een lage vloeistofdichtheid te geven.
gerelateerde https://chemistry.stackexchange.com/questions/37088/why-must-both-the-critical-temperature-and-pressure-be-exceeded-to-achieve-the-s
Een antwoord:
Curt F.
2019-10-09 21:15:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

  1. Ja . Elke vloeistof met een temperatuur is boven de kritische temperatuur en de druk boven de kritische druk is per definitie een superkritische vloeistof . Laat u niet misleiden door alle beweringen dat superkritische vloeistoffen speciaal en wankel zijn met allerlei verbazingwekkende, bizarre eigenschappen. Dit geldt voor sommige superkritische vloeistoffen nabij het kritieke punt , maar hoe verder je weggaat van het kritieke punt, hoe meer een gewone gas-superkritische vloeistof wordt. (De enige uitzondering hier is dat bij gigantische extremen van P en / of T, vloeistoffen uiteindelijk plasma's, metalen vaste stoffen, zwarte gaten, enz. Zullen worden, enz. Maar zolang het een vloeistof is van dezelfde stof [geen chemische reacties], dan het zal superkritisch zijn.)

  2. Ja , superkritische vloeistoffen kunnen vaak worden gemodelleerd door de ideale gaswet. Een goede blik op waarom zou rekening houden met de theorie van overeenkomstige staten. Deze theorie zegt dat de meeste gassen meestal vergelijkbare samendrukbaarheden hebben $ Z = \ frac {PV} {nRT} $ wanneer ze zich in "overeenkomstige" staten bevinden, wat betekent dat bij vergelijkbare temperatuur en druk ten opzichte van het kritieke punt van elk gas . Er zijn grafieken die u (ongeveer) voor heel veel echte gassen kunt gebruiken. Dingen om te beseffen:

    • De samendrukbaarheidsfactor $ Z $ is een maatstaf voor niet-idealiteit. Ideale gassen hebben altijd een samendrukbaarheidsfactor van 1,0.
    • U kunt de grafiek gebruiken om bij benadering de samendrukbaarheidsfactoren te vinden voor veel, vele echte gassen als u de kritische temperatuur van dat gas weet $ T_c $ en kritische druk $ P_c $ . De "verlaagde temperatuur" is slechts $ \ frac {T} {T_c} $ en evenzo voor druk.
    • Als je de algemene compressibiliteitsfactordiagram bekijkt, kijk dan naar de afhankelijkheid van verlaagde temperatuur! Bij een verlaagde temperatuur van 2,0 is de lijn bijna vlak op $ Z = 1,0 $ . Dit is een indicatie dat het gas zich bijna ideaal gedraagt. Er zijn vrij nauwe benaderingen van $ \ frac {T} {T_c} $ tot 1,0 nodig om een ​​sterke non-idealiteit te krijgen.
    • De kritische temperatuur van zuurstof van 154 K betekent dat een verlaagde temperatuur van 2,0 slechts 309 K nodig heeft, ongeveer omgevingstemperatuur. Bij deze temperaturen is zuurstof redelijk ideaal, ongeacht de temperatuur, tot een verlaagde druk van 5 of 8, wat overeenkomt met ongeveer 250 tot 400 bar.
Dit is werkelijk uitstekend!Je hebt verschillende aanvullende vragen beantwoord waarvan je dacht dat ik die had, maar die niet expliciet waren opgenomen.Keurig gedaan.


ⓘ
Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 4.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...