塩水溶液の気相露点問題
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最近、尿素溶液の相平衡の問題を研究しているが、非常に大きな疑問がある。実際には、塩化ナトリウム溶液系を用いて簡単に研究することができる。例えば、ある一定濃度の塩化ナトリウム溶液は、大気圧下で塩水による沸点上昇のため、大気圧下での溶液の沸点が106度になる可能性があります。このとき、気相と液相は平衡状態に達し、私の理解では気相の温度も106度であるはずで、つまり気相の露点も106度になるはずです。しかし、ソフトウェアによるシミュレーションでは、この時の気相には水蒸気のみが含まれているため、得られる露点の値は大気圧下での100度となる。今、矛盾が生じてしまいました。この問題は長い間研究してきたのですが、どなたか達人の方に私の疑問を解決していただけないでしょうか。
この投稿は最後にqugdによって2019-1-9 11:13に編集されました。多成分系では、相の組成を考慮する必要があります。 塩水溶液から水が蒸発するのは、塩水の液相表面とちょうど蒸発した水蒸気相との間の相平衡によるものであり、これは二成分系であるため沸点が上昇する。 しかし、蒸発した水蒸気が上方に形成する気相は単成分系であり（塩化ナトリウムは水と共に蒸発しないと仮定）、この場合の露点は水蒸気の凝縮温度、すなわち100度である。水蒸気が液体表面から離れて形成される気相は、単成分系である。 2成分系と1成分系は、化学ポテンシャルが異なるため、異なります。 以上、個人的見解です。
こんにちは、ご返答ありがとうございます。私も、現在の唯一の説明は水が液体表面から離れたことであり、別の系においては水蒸気の露点を考慮しなければならず、もはや塩水溶液との相平衡とは見なせず、単純な水蒸気と液状水（凝縮していなくてもこのように考えるべきだ）の間の相平衡を考慮すべきだと思います。しかし、もう一つの問題として、例えば蒸発器（フラッシュタンク）に気相管が接続されている場合、水蒸気と塩水系と水蒸気と液体水という2つの相平衡の境界点をどのように決定するかということです。この蒸発器内では水蒸気と塩水系が相平衡にあるが、管内に入ると水蒸気と液体水が相平衡になる、ということを理解できるでしょうか。このように解釈すると少し無理があるように思えます。結局のところ、蒸発器と配管は同じシステムであり、圧力や温度は同じはずですから。主に、どのような条件で排出されるガスが凝縮液を生成するかを判断する方法がわからないので、引き続きご教示いただけると幸いです。
もう一つ疑問があります。蒸発した水蒸気の露点が依然として100度のままだとして、相平衡において気相と液相の温度は同じはずなので、どちらも106度になるはずですが、その場合水蒸気は過熱蒸気になってしまうのでしょうか？
投稿者さん、当時の質問はもう解決しましたか？N年後の私も同じ疑問を抱いており、本でも適切な答えが見つかりません。どなたかの大賢者にご解答いただければ、大変感謝します！
液体がちょうど気化するときの温度がその液体の泡点であり、液体がちょうど凝縮するときの温度がその気体の露点です。同じ組成でも、泡点と露点は一般的に異なります。