НямНям
НямНям
Онлайн-инструментОнлайнБесплатно

Калькулятор концентрации CO2 в воде

Онлайн-калькулятор для расчёта молярной, массовой и объёмной концентрации углекислого газа в пресной и солёной воде по закону Генри с учётом температуры и парциального давления CO₂.

Обновлено: 12 мая 2026 г.
ФормулыБыстроПриватно

Калькулятор концентрации CO₂ в воде

Рассчитайте молярную, массовую и объёмную концентрацию углекислого газа в пресной или солёной воде по закону Генри с учётом температуры и парциального давления CO₂.

0.000000
Молярная концентрация
моль/л
0.0000
Массовая концентрация
мг/л
0.0000
Объёмная концентрация (н.у.)
мл CO₂ / л воды
0.00
Массовая доля (приближённо)
ppm по массе

Как пользоваться калькулятором

1
Укажите температуру воды в градусах Цельсия (0–50°C). Например, для комнатной температуры введите 25, для холодной водопроводной воды — 10.
2
Выберите единицы измерения парциального давления CO₂: ppm (для атмосферного воздуха ~400 ppm) или атмосферы (для газированной воды ~1 атм). Введите значение в соответствующем поле.
3
Задайте солёность воды в промилле (‰). Для пресной воды оставьте 0, для морской воды используйте значение около 35‰.
4
Нажмите кнопку «Рассчитать». Результаты отобразятся в правой панели: молярная концентрация (моль/л), массовая (мг/л), объёмная при нормальных условиях (мл CO₂/л воды) и приближённая массовая доля (ppm).

Примеры использования

Атмосферный CO₂ в пресной воде (25°C, 400 ppm)
Температура 25°C, pCO₂ = 400 ppm (0,0004 атм), солёность 0‰. Результат: ~0,000014 моль/л, ~0,60 мг/л, ~0,30 мл CO₂/л воды, ~0,60 ppm по массе. Типичная концентрация для природной пресной воды в равновесии с атмосферой.
Морская вода в полярных широтах (5°C, 420 ppm, 35‰)
Температура 5°C, pCO₂ = 420 ppm (0,00042 атм), солёность 35‰. Результат: концентрация примерно на 20–25% ниже, чем в пресной воде при той же температуре из-за эффекта высаливания. Холодная вода поглощает больше CO₂, но солёность частично компенсирует этот эффект.
Газированная вода (5°C, 1 атм CO₂, 0‰)
Температура 5°C, pCO₂ = 1 атм (чистый CO₂), солёность 0‰. Результат: ~0,062 моль/л, ~2740 мг/л, ~1390 мл CO₂/л воды — это близко к растворимости CO₂ в холодной воде под давлением 1 атм, что соответствует типичному уровню газирования напитков.

Важные нюансы

  • Закон Генри применим для низких концентраций и парциальных давлений CO₂ до ~1 атм. При более высоких давлениях необходимо учитывать отклонения от идеальности газа.
  • Повышение температуры снижает растворимость CO₂ в воде, поскольку растворение углекислого газа — экзотермический процесс с точки зрения системы «газ + вода» (ΔHsol < 0).
  • Солёность воды уменьшает растворимость газов — эффект высаливания (закон Сеченова). Для CO₂ коэффициент высаливания составляет приблизительно 0,10 л/моль, что учтено в расчётах.
  • Расчёт даёт концентрацию физически растворённого молекулярного CO₂ и не учитывает его последующие химические реакции с водой (образование H₂CO₃, диссоциацию на HCO₃⁻ и CO₃²⁻). В реальных водах концентрация свободного CO₂ также зависит от pH и общей щёлочности.
  • Техника безопасности: при работе с баллонами CO₂ под высоким давлением соблюдайте правила эксплуатации газового оборудования, используйте редукторы и манометры, работайте в проветриваемом помещении. CO₂ тяжелее воздуха и может накапливаться в низинах, вытесняя кислород.

Формулы расчёта

1. Закон Генри (основное уравнение)
C = KH × PCO₂
C — молярная концентрация CO₂ в воде (моль/л); KH — константа Генри (моль/(л·атм)); PCO₂ — парциальное давление CO₂ в газовой фазе (атм).
2. Температурная зависимость константы Генри (уравнение Вант-Гоффа)
KH(T) = KH° × exp[2400 × (1/T − 1/298,15)]
KH° = 3,4×10⁻² моль/(л·атм) — справочное значение константы Генри при T° = 25°C (298,15 K). T — температура воды в кельвинах (T = t °C + 273,15). Параметр 2400 K = −ΔHsol/R, где ΔHsol — энтальпия растворения CO₂, R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·K)).
3. Поправка на солёность (уравнение Сеченова)
KH,eff = KH(T) × exp(−ks × S)
ks ≈ 0,10 л/моль — коэффициент высаливания для CO₂; S — солёность воды (‰, приблизительно равна г/кг). Для пресной воды S = 0, для морской S ≈ 35‰.
4. Пересчёт молярной концентрации в массовую
Cмг/л = Cмоль/л × M(CO₂) × 1000
M(CO₂) = 44,01 г/моль — молярная масса углекислого газа. Множитель 1000 переводит г/л в мг/л.
5. Пересчёт молярной концентрации в объёмную (при н.у.)
Cмл/л = Cмоль/л × Vm × 1000
Vm = 22,414 л/моль — молярный объём идеального газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм). Множитель 1000 переводит литры газа в миллилитры на литр воды.

Константы, использованные в расчёте

  • KH° = 3,4×10⁻² моль/(л·атм) при 25°C (298,15 K)
  • ΔHsol/R = 2400 K (температурный коэффициент константы Генри для CO₂ в воде)
  • ks = 0,10 л/моль (коэффициент высаливания Сеченова для CO₂)
  • M(CO₂) = 44,01 г/моль (молярная масса углекислого газа)
  • Vm = 22,414 л/моль (молярный объём идеального газа при н.у.)
  • R = 0,082057 л·атм/(моль·K) — универсальная газовая постоянная (вспомогательная)

Источники данных

  • IUPAC Gold Book — фундаментальные определения закона Генри, константы Генри и стандартных условий. International Union of Pure and Applied Chemistry, goldbook.iupac.org.
  • NIST Chemistry WebBook — база данных Национального института стандартов и технологий США. Содержит экспериментальные значения константы Генри для CO₂ в воде при различных температурах (webbook.nist.gov).
  • PubChem (NCBI/NLM/NIH) — открытая база химических соединений. Соединение CO₂ (CID 280): физико-химические свойства, растворимость, молярная масса, энтальпия растворения (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov).
  • CRC Handbook of Chemistry and Physics, 104th Edition (2023–2024) — авторитетный справочник физических и химических величин. Табличные значения растворимости газов в воде, константы Генри, коэффициенты высаливания, молярные объёмы.

Углекислый газ (CO₂) — один из важнейших компонентов природных вод, играющий центральную роль в глобальном углеродном цикле, фотосинтезе водных растений и формировании карбонатного равновесия. Концентрация CO₂ в воде определяется законом Генри: при постоянной температуре количество растворённого газа пропорционально его парциальному давлению в контактирующей газовой фазе. Наш калькулятор позволяет быстро оценить содержание CO₂ в пресной и морской воде, автоматически учитывая температурную поправку константы Генри по уравнению Вант-Гоффа и эффект высаливания по уравнению Сеченова — без необходимости ручных вычислений и обращения к справочным таблицам.

Инструмент будет полезен студентам химических и экологических специальностей, гидрохимикам, аквариумистам, специалистам по водоподготовке, а также всем, кто интересуется процессами газообмена в водных системах. Результаты расчёта выводятся в четырёх наиболее употребительных единицах: моль/л (для термодинамических расчётов), мг/л (стандарт водного анализа), мл газа на литр воды при нормальных условиях (визуализация объёма) и приближённая массовая доля в ppm, что позволяет сравнивать концентрации с атмосферными показателями.

Спросить у ИИ

Задайте вопрос по этой странице

Осталось вопросов: 5. Только по этой странице.

Оцените страницу

Нужен другой инструмент?

Все инструменты в категории