La connaissance de la solubilité des gaz dans l'eau et leur
répartition entre les phase liquides et vapeur est importante pour le
dimensionnement de procédés ou pour des études géophysiques ou environnementales.
Les données de solubilité à température ambiante sont abondantes. Elles
sont beaucoup plus rares à températures élevées. Elles sont pourtant
nécessaires pour le dimensionnement de procédés de dégazage d'eau de
chaudière ou les applications géothermiques.
Le paramètre fondamental décrivant la solubilité des gaz dans les
liquides est la constante de Henry.
Les valeurs pour de nombreuses substances et solvants sont publiées
dans la littérature. Elle est souvent notée Hσ ou kHσ.
Attention! deux définitions co-existent:
avec:
Hσ: coefficient de Henry
Pσ: pression partielle du soluté dans le gaz
Xσ: fraction molaire du soluté dans le liquide
Vérifier l'unité utilisée pour déterminer à quelle définition elle se
rapporte.
La "constante" de Henry varie avec la température; c'est pourquoi certains préfèrent parler de "coefficient" de Henry.
Une synthèse des données expérimentales disponibles a été
publiée en 2003 par R. Fernandez-Prini, J. L. Alvarez et Allan H.
Harvey.
Source: R Fernandez-Prini, J L. Alvarez, Allan H. Harvey; J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol. 32, No. 2, 2003
A | B | C | Tmin K |
Tmax K |
|
---|---|---|---|---|---|
He | -3,53 | 7,13 | 4,48 | 273 | 553 |
Ne | -3,18 | 5,31 | 5,44 | 273 | 543 |
Ar | -8,41 | 4,30 | 10,53 | 273 | 568 |
Kr | -8,97 | 3,62 | 11,30 | 273 | 526 |
Xe | -14,22 | 4,00 | 15,61 | 273 | 57 |
H2 | -4,73 | 6,09 | 6,06 | 273 | 636 |
N2 | -9,68 | 4,72 | 11,71 | 278 | 636 |
O2 | -9,45 | 4,44 | 11,42 | 274 | 616 |
CO | -10,53 | 5,13 | 12,01 | 278 | 589 |
CO2 | -8,55 | 4,01 | 9,52 | 274 | 643 |
H2S | -4,51 | 5,24 | 4,42 | 273 | 533 |
CH4 | -10,45 | 4,66 | 12,13 | 275 | 633 |
C2H6 | -19,68 | 4,51 | 20,63 | 275 | 473 |
SF6 | -16,56 | 2,15 | 20,35 | 283 | 506 |
A la température d'ébullition du solvant, sa pression partielle dans la phase gazeuse est égale à la pression totale. La pression partielle du gaz dissous est donc nulle. A l'équilibre, sa concentration dans la phase liquide est donc nulle.
Une compilation des coefficients de Henry pour plus de 4000 substances dans l'eau a été publiée en 2015 par Rolf Sander (Compilation of Henry's law constants (version 4.0) for water as solvent, Atmos. Chem. Phys., 15, 4399-4981 (2015)) et disponible le web.