Waardoor lost CO2 23 maal zo goed op in water als zuurstof?

Ik vraag mij af hoe men erbij komt dat CO2 23x zo goed in water oplost dan zuurstof. Reken ik dat uit met molverhoudingen dan kom ik op 26x, massaverhoudingen 36x.

Soit, de reden is dat zowel zuurstof als CO2 (net als andere gassen) zich volgens Raoult en Henry netjes gelijk over zowel de gasfase als de waterfase willen verdelen.

Men kan gas of damp in water blijven oplossen tot dit water aan deze gas of damp verzadigd is. D.w.z: tot de concentratie wordt bereikt waarbij er evenveel gas- of dampmoleculen van de gasfase naar de waterfase overgaan en omgekeerd op dezelfde tijd. Dat betekent dat de opgeloste gas- of dampmoleculen ook in staat moeten zijn de omgevingsdruk te overwinnen om een gas- of dampbelletje te vormen.

Denkoefening: we hebben een kg CO2 en we persen deze samen tot we een druk van 60 bar bereiken (de dampspanning van CO2), de CO2-damp zal beginnen condenseren en we krijgen een vloeibare fase van 100% CO2 in evenwicht met een dampfase van 100% CO2. Vervolgens voegen we daar een druppeltje water aan toe. Het mengsel in de vloeibare fase zal niet meer uit zuiver CO2 bestaan en dus wil het evenwicht dat er ook minder CO2 in de gasfase aanwezig is. Er wordt nog wat CO2 opgenomen uit de gasfase en de druk zal daardoor dalen. Dat proces kunnen we verder zetten door water te blijven en blijven toevoegen en na een tijdje hebben we geen oplossing meer van water in vloeibare CO2 maar wel van verzadigde CO2 in water en in evenwicht met een atmosfeer van 100% CO2 in de gasfase. Stel nu dat we water zouden hebben toegevoegd tot er zoveel CO2 is opgenomen dat de druk in ons met water en CO2 gevuld reservoir nog slechts 1 atmosfeer bedraagt. Dan zou dat betekenen dat we een CO2-gehalte in dat water hebben van 1,45 g/L. Inderdaad: de oplosbaarheid van CO2 in water. En deze oplosbaarheid is dus afhankelijk van de dampspanning. Zouden we ditzelfde doen met een damp waarvan de dampspanning veel hoger is dan zouden we dus ook veel meer water moeten toevoegen aan het systeem eer de druk in het systeem gezakt is tot 1 atmosfeer. Dat betekent dus dat er ook veel minder gas per liter water in oplossing zal zijn. Dus: hoe hoger de dampspanning, hoe lager de oplosbaarheid in water. En aangezien de dampspanning van gassen hoger is bij een hogere temperatuur weet je nu ook waarom de oplosbaarheid van een gas lager wordt bij een hogere temperatuur.