有机溶剂挥发量之估算方法(2)

2020-12-24 21:29

Q= KP (1)

其中Q(质量/面积.时间)单位面积单位时间之挥发量,P为有机溶剂在指定温度下的饱和蒸汽压,K为常数,上述方程式显示有机物之挥发量直接正比饱和蒸汽压,但无法获得K值仍无法计算出有机物之挥发量。在传统的计算方法中,K值大部分以经验式获得,一些文献中提出K值为有机物分子量与风速的函数

[6,7],依照所获得之结果,这一种方法确实可以获得有机物在指定条件下的挥发量,但是一个较麻烦的问题为这种方法所获得之结果以经验式为主,对于特定的化合物与特定的环境下或许可行,但若遇到化合物在不同的状况下将产生相当大的误差,造成此结果的原因有两个,一个为前面所提到的挥发将使温度下降的问题,高挥发性物质在挥发时温度将明显下降,此部分需要进行修正,第二个原因为风速量测的问题,因地面具有摩擦力,风速会随着量测位置而改变,在过去量测户外湖泊水分挥发量时,常以地面10公尺位置之风速做为使用风速,因为水并非挥发性高的化合物,若地面对风速所造成的摩擦损失可以维持一致的话,上述风速的表示方法当然可行,但当有机溶剂在室内时,此估算方法无法有效应用,必须直接计算有机溶剂液面上方风速,而如前所述,不同位置将会造成风速估算差异,所幸通常室内风速不可能太大,因此直接量测液面上风速仍为可应用的方法之一。

由前述结果可以得知,有机物在单位面积与单位时间之挥发量将受到有机物的分子量、饱和蒸汽压(实际液体温度下)及风速等关系影响,在一指定环境条件下,假设风速对所有化合物为一致,则主要变量就转换成有机物的分子量与饱和蒸气压,换言之,方程式(1)可以被转变成[8,9]

Q ∞ PM -1/2 (2)

其中M为有机物的分子量,Q正比于饱和蒸气压P为符合方程式(1)之假设,至于Q反比于分子量M开根号则是依照气体扩散的观念,为了证实上述结果,作者曾选择苯、甲苯、乙苯、邻二甲笨、间二甲苯、氟苯、溴苯、邻二氯苯等具有较高挥发性的有机化合物,在室温24~26℃下进行挥发实验,并将所获得之Q值除以各化合物的分子量与P值(指定温度下之饱和蒸汽压值),所得到的结果如表1所示。

表1 有机物单位面积与单位时间挥发量与其分子量与饱和蒸气压之关系


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