Law of Henry ekvation, avvikelse, tillämpningar

den Henrys lag fastslår att vid en konstant temperatur är mängden gas upplöst i en vätska direkt proportionell mot dess partialtryck på vätskans yta.

Det postulerades år 1803 av den engelska fysikern och kemisten William Henry. Dess lag kan också tolkas på så sätt: om trycket på vätskan ökar, desto större mängden gas upplöses i den.

Här betraktas gasen som lösningen av lösningen. Till skillnad från fast substans har temperaturen en negativ effekt på dess löslighet. Således som gasen tenderar att fly från vätskan lättare mot ytan, när temperaturen ökar.

Detta beror på att temperaturökningen ger energi till gasformiga molekyler, vilka kolliderar med varandra för att bilda bubblor (toppbild). Sedan övervinner dessa bubblor det yttre trycket och fly från vätskan.

Om det yttre trycket är väldigt högt och vätskan håller sig kall, solubiliseras bubblorna och endast några gasformiga molekyler kommer att "spöka" ytan.

index

• 1 Ekvation av Henriks lag
• 2 Avvikelse
• 3 Löslighet av en gas i vätskan
  • 3.1 Omättad
  • 3.2 Mättad
  • 3,3 övermättad
• 4 applikationer
• 5 exempel
• 6 referenser 

Henriks lag ekvation

Det kan uttryckas med följande ekvation:

P = K_H∙ C

Där P är partialtrycket hos den upplösta gasen; C är gasens koncentration; och K_H Det är Henriks konstanta.

Det är nödvändigt att förstå att gasens partialtryck är det som individuellt utövar ett slag av resten av den totala gasblandningen. Och det totala trycket är inte mer än summan av alla partiella tryck (Daltons lag):

P_totalt= P₁ + P₂ + P₃+... + P_n

Antalet gasformiga arter som utgör blandningen representeras av n. Till exempel om det finns vattenånga och CO på vätskans yta₂, n är lika med 2.

avvikelse

För gaser som är dåligt lösliga i vätskor, approximerar lösningen idealiskt i enlighet med Hrids lag för lösningen.

Men när trycket är högt uppträder en avvikelse från Henry, eftersom lösningen slutar fungera som idealisk utspädd.

Vad betyder det? Att lösningen av lösningsmedel och lösningsmedel-lösningsmedel börjar få sina egna effekter. När lösningen är mycket utspädd, är gasmolekylerna "uteslutande" omgivna av lösningsmedel, förtvivlande de möjliga mötena mellan sig.

Därför observeras förlusten av det linjära beteendet i P-diagrammet när lösningen slutar vara idealisk utspädd_jag vs X_jag.

Slutsatsen till denna aspekt: ​​Henrys lag bestämmer ångtrycket hos ett lösningsmedel i en idealisk utspädd lösning. Medan för lösningsmedlet gäller Raoults lag:

P_EN = X_EN∙ P_EN^*

Löslighet av en gas i vätskan

När en gas är väl upplöst i en vätska, som socker i vatten, kan den inte särskiljas från miljön och bildar därigenom en homogen lösning. Med andra ord: inga bubblor observeras i vätskan (eller sockerkristallerna).

Den effektiva lösningen av gasformiga molekyler beror emellertid på vissa variabler som: vätskans temperatur, trycket som påverkar det och den kemiska naturen hos dessa molekyler jämfört med vätskans temperatur.

Om det yttre trycket är mycket högt ökar risken för att gasen tränger in i vätskans yta. Och å andra sidan är upplösta gasformiga molekyler svårare att övervinna olyckstrycket för att nå utflykt till utsidan.

Om vätskesystemet är under omrörning (som det händer i havet och i luftpumparna inuti tanken) gynnas absorptionen av gas.

Och, hur påverkar lösningsmedlets natur absorptionen av en gas? Om det är polärt, som vatten, kommer det att visa affinitet för polära lösta ämnen, det vill säga för de gaser som har ett permanent dipolmoment. Även om det är icke-polärt, såsom kolväten eller fetter, föredrar det apolära gasformiga molekyler

Exempelvis ammoniak (NH₃) är en gas som är mycket löslig i vatten på grund av växelverkan av vätebindningar. Medan detta väte (H₂), vars små molekyl är apolär, växlar svagt med vatten.

Också beroende på tillståndet för gasabsorptionsprocessen i vätskan kan följande tillstånd etableras i dem:

omättad

Vätskan är omättad när den kan lösa upp mer gas. Detta beror på att yttre trycket är större än vätskans inre tryck.

mättad

Vätskan etablerar en balans i lösligheten hos gasen, vilket innebär att gasen flyr i samma hastighet som den tränger in i vätskan.

Det kan också ses på följande sätt: Om tre gasmolekyler släpper in i luften, kommer tre andra att återvända till vätskan samtidigt.

övermättad

Vätskan övermättas med gas när det inre trycket är högre än det yttre trycket. Och före ett minimumsändring i systemet släpper det överflödet upp löst gas tills jämvikten återställs.

tillämpningar

- Henriks lag kan tillämpas för att beräkna absorptionen av inerta gaser (kväve, helium, argon, etc.) i olika vävnader i människokroppen, och att tillsammans med Haldane-teorin utgör grunden för tabellerna dekompression.

- En viktig tillämpning är mättnaden av gas i blodet. När blodet är omättat löses lösningen upp i den, tills den mättas och slutar upplösas mer. När detta händer går den upplösta gasen i blodet in i luften.

- Förgasningen av läskedrycker är ett exempel på Henriks lag tillämpad. Läskedrycker har CO₂ löst under höga tryck, varigenom var och en av de kombinerade komponenterna som innefattar den; och också behåller den karaktäristiska smaken under mycket längre tid.

När läskflaskan avtäckas minskar trycket på vätskan, vilket frigör trycket på platsen.

Eftersom trycket på vätskan nu är lägre, är lösligheten hos CO₂ det faller ner och flyr till atmosfären (det kan noteras vid uppstigning av bubblorna från botten).

- När en dykare kommer ner till större djup kan det inandade kvävet inte fly undan eftersom det yttre trycket förhindrar det, upplöses i individets blod.

När dykaren snabbt stiger till ytan, där det yttre trycket blir lägre, börjar kväve att bubbla upp i blodet.

Detta orsakar det som är känt som obehag för dekompression. Det är av den anledningen att dykare måste stiga långsamt, så att kväve flyr långsammare från blodet.

- Studie av effekterna av molekylär syre minskning (O₂) upplöst i bergsklättrarnas blod eller vävnader av aktiviteter som innebär långvarig vistelse vid höga höjder såväl som i invånarna på ganska höga ställen.

- Forskning och förbättring av metoder som används för att undvika naturkatastrofer som kan orsakas av närvaron av upplösta gaser i stora vattenkroppar som kan släppas våldsamt.

exempel

Henrys lag gäller endast när molekylerna är i jämvikt. Här är några exempel:

- I syrelösningen (O₂) i blodet anses denna molekyl vara dåligt löslig i vatten, även om dess löslighet ökar kraftigt på grund av det höga innehållet av hemoglobin i den. Således kan varje molekyl av hemoglobin binda till fyra molekyler syre som frisätts i vävnaderna som skall användas i ämnesomsättningen.

- År 1986 fanns ett tjockt kolsoldat som plötsligt utvisades från Nyosjön (belägen i Kamerun), kväver cirka 1700 personer och ett stort antal djur, vilket förklarades av denna lag.

- Lösligheten som en viss gas manifesterar i en vätskeform ökar vanligtvis som gastrycket ökar, även om vid vissa höga tryck finns vissa undantag, såsom kvävemolekyler (N₂).

- Henrys lag är inte tillämplig när det föreligger en kemisk reaktion mellan substansen som verkar som ett lösningsmedel och substansen verkar som ett lösningsmedel; Sådan är fallet med elektrolyter, såsom saltsyra (HCl).

referenser

1. Crockford, H.D., Knight Samuel B. (1974). Grundläggande fysikalisk kemi. (6: e upplagan). Editorial C.E.C.S.A., Mexico. P 111-119.
2. Redaktörerna för Encyclopaedia Britannica. (2018). Henrys lag. Hämtad den 10 maj 2018, från: britannica.com
3. Byju talet. (2018). Vad är Henriks lag? Hämtad den 10 maj 2018, från: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henrys lag hämtad den 10 maj 2018, från: leisurepro.com
5. Annenbergstiftelsen. (2017). Avsnitt 7: Henrys lag. Hämtad den 10 maj 2018, från: learner.org
6. Monica Gonzalez (25 april 2011). Henrys lag. Hämtad den 10 maj 2018, från: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles (24 juli 2009). Diver. [Bild]. Hämtad den 10 maj 2018, från: flickr.com