Exercici 3 · Química Física I UB 2019

Exercici 3 (12 punts). Solubilitat de l'oxigen segons la llei de Henry

En una zona europea a nivell del mar, la temperatura mitjana és de 15 °C i la pressió és d'1,01 bar.

a)

Estimeu la concentració mitjana d'oxigen dissolt en un ecosistema lacustre situat a aquesta alçada, sabent que la constant de Henry per a l'oxigen a aquesta temperatura és $K_{H,c} = 660,3\text{ bar}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}$ per a pressions properes a 1 bar.

b)

Si a latitud similar la temperatura mitjana $T$ (en K) varia amb l'altitud $Z$ (en m) segons la relació $T = 288,15 - 0,0065Z$, i la pressió atmosfèrica $P$ (en Pa) ho fa respecte a $T$ com:$$P = 101325\left(\frac{288,15}{T}\right)^{-5,25577}$$calculeu la concentració d'$\text{O}_2$ en un llac emplaçat a 2000 m d'altitud. A pressions de l'ordre d'1 bar, la constant de Henry depèn de la temperatura segons:$$K_{H,c} = -0,0449T^2 + 39,535T - 7004,2$$

Suposeu que $K_{H,c}$ no depèn de la pressió i que l'aire atmosfèric manté una fracció molar d'oxigen constant corresponent a 4 mol de $\text{N}_2$ per cada mol de $\text{O}_2$ ($y_{\mathrm{O}_2} = 0,20$) per a altituds inferiors a 5000 m.