炭酸ガスの遊離につて

質問

気体の溶解，遊離に関する内容です。
ある容器に，炭酸ガスが過飽和にとけ込んでいる溶液を入れて、
容器の空寸部には窒素ガスを充填します。
この時、溶液中の炭酸ガスは遊離すると思いますが，
遊離した炭酸ガス量はどのように計算したら良いのでしょうか？

回答No.2

Zincer

私も専門家ではないので極初歩の一般的な意見を述べておきます。
＞この時の遊離速度を求めたいのですが、どのようにして求めれば良いのでしょうか？
遊離速度＝空間部の濃度上昇速度
でかまわないと思いますが、この場合の遊離のドライビングフォースは平衡時との濃度差（圧力差？）であると思われますので、速度定数のようなものを導入して考える必要があると思います。

＞平衡状態になるまで溶液のガス濃度は均一として考えて良いのでしょうか？
液体内部から発泡するようなケースではそれ自体に攪拌効果がありそう（？）なので均一と良いでしょうがこの場合の方が解析が困難なような気がします。
発泡が無い場合は遊離速度と液相内の移動速度（二酸化炭素分子の拡散係数依存）の兼ね合いの問題になると思いますが、手元に資料が無いので明らかではありません。

＞空寸に近いところはガスの遊離が多くて、底の方ではあまり遊離しないと言うことはないのでしょうか？
当然、底の方が圧力が高いので、可能性は無視できないと思います。

ちょっと思ったのですが、移動の方向は逆になりますが吸着反応については吸着速度などについて解析が行われているのではないでしょうか？もしあればそのような式が参考になると思います。

回答No.1

Zincer

過飽和と言う条件がすでに未確定な状態なのではっきりした解答はできませんが、とりあえず参考程度と言うことで、以下の数値が既知（測定可能）であるとするとすると圧力の増加分が遊離した炭酸ガスの量になると思います。
1.空寸法の体積
2.溶液を入れる前の内圧
3.炭酸ガス遊離後の内圧
4.平衡時の温度

密閉容器として仮定しますと、実際には炭酸ガス溶液の注入によって空寸法が減少しますので、その分の初期内圧の補正が必要になると思われます。

補足

平衡状態になるまでに炭酸ガスは徐々に遊離すると思われますが、
この時の遊離速度を求めたいのですが、どのようにして求めれば良いのでしょうか？
あと、平衡状態になるまで溶液のガス濃度は均一として考えて良いのでしょうか？
空寸に近いところはガスの遊離が多くて、底の方ではあまり遊離しないと言うことは
はないのでしょうか？
宜しくお願いします。