Henryjev zakon je a zakon o plinu formuliral britanski kemik William Henry leta 1803. Zakon pravi, da je pri stalni temperaturi količina raztopljenega plina v prostornini določene tekočine neposredno sorazmerna z delnim tlakom plina v ravnovesje s tekočino. Z drugimi besedami, količina raztopljenega plina je neposredno sorazmerna z delnim tlakom njegove plinske faze. Zakon vsebuje faktor sorazmernosti, ki se imenuje Henryjev zakon stalnica.
Ta primer prikazuje, kako uporabiti Henryjev zakon za izračun koncentracije plina v raztopini pod tlakom.
Henryjev pravni problem
Koliko gramov plina ogljikovega dioksida se raztopi v 1 L steklenici gazirane vode, če proizvajalec v postopku polnjenja pri 25 ° C uporablja tlak 2,4 atm? Glede na: KH CO2 v vodi = 29,76 atm / (mol / L) pri 25 ° C raztopini Ko se plin raztopi v tekočini, bodo koncentracije sčasoma dosegle ravnovesje med virom plina in raztopino. Henryjev zakon kaže, da je koncentracija topljenega plina v raztopini neposredno sorazmerna z delnim tlakom plina nad raztopino. P = KHC, kjer je: P delni tlak plina nad raztopino. KH je stalnica Henryjevega zakona za rešitev. C je koncentracija raztopljenega plina v raztopini. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mola / L Ker imamo samo 1 L vode, imamo 0,08 mol CO.
Pretvarjanje molov v grame:
masa 1 mol CO2 = 12+ (16x2) = 12 + 32 = 44 g
g CO2 = mol CO2 x (44 g / mol) g CO2 = 8,06 x 10-2 mola x 44 g / mol CO2 = 3,52 g
Obstaja 3,52 g CO2 raztopljen v 1 L steklenički gazirane vode proizvajalca.
Preden se odpre konzerva sode, je skoraj ves plin nad tekočino ogljikov dioksid. Ko se posoda odpre, plin uhaja, zniža delni tlak ogljikovega dioksida in omogoči, da raztopljeni plin izhaja iz raztopine. To je razlog, zakaj soda je gazirana.
Druge oblike Henryjevega zakona
Formula Henryjevega zakona je lahko napisana tudi na druge načine, ki omogočajo preproste izračune z uporabo različnih enot, zlasti KH. Tu je nekaj običajnih konstant za pline v vodi pri 298 K in veljavne oblike Henryjevega zakona:
| Enačba | KH = P / C | KH = C / P | KH = P / x | KH = Cvod / Cplina |
| enot | [Lsoln · Atm / molplina] | [molplina / Lsoln · Atm] | [atm · molsoln / molplina] | brezdimenzijski |
| 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 |
| On | 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 |
Kje:
- Lsoln je litrov raztopine.
- cvod je mol plina na liter raztopine.
- P je delna pritisk plina nad raztopino, običajno v absolutnem tlaku v atmosferi.
- xvod je molni delež plina v raztopini, ki je približno enak molom plina na molove vode.
- atm se nanaša na atmosfere absolutnega tlaka.
Uporaba Henryjevega zakona
Henryjev zakon je le približek, ki se uporablja za razredčene raztopine. Nadalje se sistem razlikuje od idealnih rešitev ( kot pri vsakem zakonu o plinu), manj natančen bo izračun. Na splošno Henryjev zakon najbolje deluje, kadar sta topilo in topilo med seboj kemično podobna.
Henryjev zakon se uporablja v praktičnih aplikacijah. Na primer, se uporablja za določanje količine raztopljenega kisika in dušika v krvi potapljačev, da se določi tveganje dekompresijske bolezni (ovinki).
Referenca za KH vrednosti
Frančišek L. Smith in Allan H. Harvey (sept. 2007), "Izogibajte se običajnim pastem pri uporabi Henryjevega zakona", "Napredek kemijskega inženiringa" (CEP), pp. 33-39