Legea lui Henry este a legea gazelor formulat de chimistul britanic William Henry în 1803. Legea prevede că la o temperatură constantă, cantitatea de gaz dizolvat într-un volum al unui lichid specificat este direct proporțională cu presiunea parțială a gazului din echilibru cu lichidul. Cu alte cuvinte, cantitatea de gaz dizolvat este direct proporțională cu presiunea parțială a fazei sale de gaz. Legea conține un factor de proporționalitate care se numește constantă a legii lui Henry.
Acest exemplu de exemplu demonstrează modul de utilizare a legii lui Henry pentru a calcula concentrația unui gaz din soluția sub presiune.
Problema legii lui Henry
Câte grame de dioxid de carbon se dizolvă într-o sticlă de 1 L de apă carbonatată dacă producătorul folosește o presiune de 2,4 atm în procesul de îmbuteliere la 25 ° C? Date: KH de CO2 în apă = 29,76 atm / (mol / L) la 25 ° CSSoluție Când un gaz este dizolvat într-un lichid, concentrațiile vor ajunge în cele din urmă la echilibru între sursa de gaz și soluție. Legea lui Henry arată că concentrația unui gaz de solut într-o soluție este direct proporțională cu presiunea parțială a gazului asupra soluției. P = KHC unde: P este presiunea parțială a gazului de deasupra soluției. KH este constanta legii lui Henry pentru soluție. C este concentrația gazului dizolvat în soluție. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mol / L Deoarece avem doar 1 L de apă, avem 0,08 mol CO.
Conversia alunitelor în grame:
masa de 1 mol CO2 = 12+ (16x2) = 12 + 32 = 44 g
g CO2 = mol CO2 x (44 g / mol) g CO2 = 8,06 x 10-2 mol x 44 g / molg CO2 = 3,52 gRăspuns
Există 3,52 g de CO2 dizolvat într-o sticlă de 1 L de apă carbonatată de la producător.
Înainte de a deschide o cutie de sodă, aproape tot gazul de deasupra lichidului este dioxid de carbon. Când recipientul este deschis, gazul scapă, scăzând presiunea parțială a dioxidului de carbon și permițând gazului dizolvat să iasă din soluție. Acesta este motivul pentru care soda este fizzy.
Alte forme ale legii lui Henry
Formula legii lui Henry poate fi scrisă alte modalități de a permite calcule ușoare folosind diferite unități, în special a lui KH. Iată câteva constante comune pentru gazele din apă la 298 K și formele aplicabile ale legii lui Henry:
| Ecuaţie | KH = P / C | KH = C / P | KH = P / x | KH = Caq / Cgaz |
| Unități | [Lsoln · Atm / molgaz] | [molgaz / Lsoln · Atm] | [atm · molsoln / molgaz] | adimensionale |
| O2 | 769.23 | 1.3 E-3 | 4.259 E4 | 3.180 E-2 |
| H2 | 1282.05 | 7.8 E-4 | 7.088 E4 | 1.907 E-2 |
| CO2 | 29.41 | 3.4 E-2 | 0,163 E4 | 0.8317 |
| N2 | 1639.34 | 6.1 E-4 | 9.077 E4 | 1.492 E-2 |
| El | 2702.7 | 3.7 E-4 | 14.97 E4 | 9.051 E-3 |
| Ne | 2222.22 | 4.5 E-4 | 12.30 E4 | 1.101 E-2 |
| Ar | 714.28 | 1.4 E-3 | 3.9555 E4 | 3.425 E-2 |
| CO | 1052.63 | 9.5 E-4 | 5.828 E4 | 2.324 E-2 |
Unde:
- Lsoln este litri de soluție.
- caq este moli de gaz per litru de soluție.
- P este parțială presiune a gazului de deasupra soluției, de obicei în presiune absolută în atmosferă.
- Xaq este fracția molă din gazul din soluție, care este aproximativ egală cu alunitele de gaz pe moli de apă.
- atm se referă la atmosfere de presiune absolută.
Aplicațiile Legii lui Henry
Legea lui Henry este doar o aproximare care se aplică soluțiilor diluate. Cu cât un sistem se abate de la soluții ideale ( ca în orice lege privind gazele), cu atât calculul va fi mai puțin precis. În general, legea lui Henry funcționează cel mai bine atunci când solutul și solventul sunt similare chimic între ele.
Legea lui Henry este folosită în aplicații practice. De exemplu, este utilizat pentru a determina cantitatea de oxigen dizolvat și azot din sângele scafandrilor pentru a ajuta la determinarea riscului de îmbolnăvire a decompresiei (coturile).
Referință pentru valorile KH
Francis L. Smith și Allan H. Harvey (sept. Septembrie 2007), „Evitați capcanele comune atunci când folosiți legea lui Henry”, „Progresul ingineriei chimice” (CEP), pp. 33-39