Henry törvénye a gáz törvény a brit vegyész, William Henry 1803-ban fogalmazta meg. A törvény kimondja, hogy állandó hőmérsékleten az oldott gáz mennyisége egy meghatározott folyadék térfogatában közvetlenül arányos a gáz parciális nyomásával egyensúlyi a folyadékkal. Más szavakkal, az oldott gáz mennyisége közvetlenül arányos annak gázfázisának parciális nyomásával. A törvény tartalmaz egy arányossági tényezőt, amelyet Henry törvényállandójának hívnak.
Ez a példa a probléma bemutatására, hogyan lehet Henry törvényét alkalmazni a nyomás alatt lévő oldatban lévő gáz koncentrációjának kiszámítására.
Henry törvény problémája
Hány gramm széndioxid-gázt oldunk fel egy 1 literes palackozott víz palackban, ha a gyártó a palackozási folyamat során 25 ° C-on 2,4 atm nyomást alkalmaz? Mivel: a víz KH-ja = 29,76 atm / (mol / L) 25 ° C-on, 25 ° C-on, oldáskorHa folyadékban oldunk gázt, a koncentráció végül egyensúlyba kerül a gáz forrása és az oldat között. Henry törvénye azt mutatja, hogy az oldott gáz koncentrációja egy oldatban közvetlenül arányos a gáz oldat feletti parciális nyomásával. P = KHC, ahol: P a gáz parciális nyomása az oldat felett. A KH a megoldás Henry törvényállandója. C az oldott gáz koncentrációja az oldatban. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mol / LS, mivel csak 1 liter víz van, 0,08 mol CO.
A vakond konvertálása grammra:
tömege 1 mol CO2 = 12+ (16x2) = 12 + 32 = 44 g
g CO2 = mól CO2 x (44 g / mol) g szén-dioxid = 8,06 x 10–2 mól x 44 g / mol g CO2 = 3,52 gVálasz
Vannak 3,52 g CO2 feloldva a gyártó 1 liter palackjában szénsavas vízben.
Mielőtt egy doboz szódát kinyitnának, a folyadék felett szinte az összes gáz jelen van szén-dioxid. A tartály kinyitásakor a gáz kilép, csökkenti a széndioxid parciális nyomását, és hagyja, hogy az oldott gáz kilépjen az oldatból. Ez az oka annak, hogy szénsavas.
A Henry-törvény egyéb formái
A Henry-törvény képletét más módon is fel lehet írni, hogy a különféle egységek, különösen a K, segítségével egyszerűen kiszámíthatók legyenekH. Íme néhány általános állandó a vízben lévő gázok 298 K hőmérsékleten és a Henry-törvény alkalmazható formáinak szempontjából:
| Egyenlet | KH = P / C | KH = C / P | KH = P / x | KH = Caq / Cgáz |
| egységek | [Lsoln · Atm / molgáz] | [molgáz / Lsoln · Atm] | [atm · molsoln / molgáz] | dimenzió |
| 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 |
| Ő | 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 |
Hol:
- Lsoln liter oldat.
- caq = mol mol gáz / liter oldat.
- P részleges nyomás Az oldat feletti gáz mennyisége általában atmoszférikus abszolút nyomás.
- xaq az oldatban lévő gáz mólaránya, amely megközelítőleg megegyezik a gáz mol / mól víz mennyiségével.
- atm az abszolút nyomás légköre.
Henry törvény alkalmazásai
Henry törvénye csak egy megközelítés, amely alkalmazható a híg oldatokra. Minél tovább tér el egy rendszer az ideális megoldásoktól ( mint minden gázjoggal kapcsolatban), annál kevésbé lesz pontos a számítás. Általában Henry törvénye akkor működik a legjobban, ha az oldott anyag és az oldószer kémiailag hasonlóak egymáshoz.
Henry törvényét a gyakorlati alkalmazásokban alkalmazzák. Például arra használják, hogy meghatározzák az oldott oxigén és nitrogén mennyiségét a búvárok vérében, hogy segítsék meghatározni a dekompressziós betegség (kanyarok) kockázatát.
Referencia a KH értékekhez
Francis L. Smith és Allan H. Harvey (szeptember 2007), "Kerülje el a gyakori buktatókat Henry törvényének alkalmazásakor", "Vegyészmérnöki haladás" (CEP), pp. 33-39