Law of Henry Equation, Avvik, Applikasjoner

den Henrys lov fastslår at ved en konstant temperatur er mengden gass oppløst i en væske direkte proporsjonal med dens partielle trykk på overflaten av væsken.

Den ble postulert i år 1803 av den engelske fysikeren og kjemiker William Henry. Dets lov kan også tolkes på denne måten: Hvis trykket på væsken økes, jo større mengde gass oppløses i den.

Her betraktes gassen som løsningen av løsningen. I motsetning til fast oppløsning, har temperaturen en negativ effekt på dets oppløselighet. Således, som temperaturen øker, har gassen en tendens til å unnslippe fra væsken lettere mot overflaten.

Dette skyldes at økningen i temperatur gir energi til de gassformige molekylene, som kolliderer med hverandre for å danne bobler (toppbilde). Så overvinne disse boblene det ytre trykket og flykte fra væsken.

Hvis det eksterne trykket er veldig høyt, og væsken forblir kjølig, blir boblene solubilisert og bare noen få gassformige molekyler vil "hjemsøke" overflaten.

index

• 1 Likning av Henriks lov
• 2 Avvik
• 3 Løselighet av en gass i væsken
  • 3.1 umettet
  • 3.2 Mettet
  • 3.3 Overmettet
• 4 applikasjoner
• 5 eksempler
• 6 Referanser 

Henry's Law Equation

Det kan uttrykkes av følgende ligning:

P = K_H∙ C

Hvor P er partialtrykket av oppløst gass; C er konsentrasjonen av gassen; og K_H det er Henry's konstant.

Det er nødvendig å forstå at partialtrykk av en gass er det som individuelt utøver en slags resten av den totale gassblandingen. Og det totale trykket er ikke mer enn summen av alle delvise pressene (Daltons lov):

P_total= P₁ + P₂ + P₃+... + P_n

Antallet gassformige arter som utgjør blandingen, er representert av n. For eksempel, hvis det er vanndamp og CO på overflaten av en væske₂, n er lik 2.

avvik

For gasser som er dårlig oppløselige i væsker, tilnærmer løsningen idealt i samsvar med Henrys lov for løsningen.

Men når trykket er høyt oppstår en avvik fra Henry, fordi løsningen slutter å virke som ideell fortynnet.

Hva betyr det? At løsningen av løsemiddel og løsemiddel-løsningsmiddel begynner å ha sine egne effekter. Når løsningen er meget fortynnet, er gassmolekylene "utelukkende" omgitt av løsningsmiddel, og despising de mulige møtene mellom seg selv.

Derfor, når løsningen slutter å være ideelt fortynnet, observeres tapet av den lineære oppførelsen i P-diagrammet_jeg vs X_jeg.

I konklusjonen til dette aspektet: Henrys lov bestemmer damptrykket av et oppløsningsmiddel i en ideell fortynnet løsning. For løsningsmidlet gjelder Raoults lov:

P_En = X_En∙ P_En^*

Løselighet av en gass i væsken

Når en gass er godt oppløst i en væske, som sukker i vann, kan den ikke skille seg fra omgivelsene og danner dermed en homogen løsning. Med andre ord: ingen bobler observeres i væsken (eller sukkerkrystaller).

Den effektive løsningen av gassformige molekyler er imidlertid avhengig av noen variabler som: væskens temperatur, trykket som påvirker det og den kjemiske naturen til disse molekylene sammenlignet med væskens temperatur.

Hvis det ytre trykket er veldig høyt, øker sjansene for at gassen trenger inn i væskens overflate. Og på den annen side er oppløste gassformige molekyler vanskeligere å overvinne hendelsestrykket for å oppnå rømning til utsiden.

Hvis væskesystemet er under omrøring (som det skjer i sjøen og i luftpumpene inne i tanken), blir gassabsorpsjonen favorisert.

Og, hvordan påvirker løsningsmidlets natur absorpsjonen av en gass? Hvis det er polært, som vann, vil det vise affinitet for polare løsemidler, det vil si for de gasser som har et permanent dipolmoment. Selv om det er ikke-polært, som hydrokarboner eller fett, vil det foretrekke apolære gassformige molekyler

For eksempel ammoniakk (NH₃) er en gass som er meget løselig i vann på grunn av vekselvirkninger av hydrogenbindinger. Mens det hydrogen (H₂), hvis små molekyl er apolært, virker svakt med vann.

Også, avhengig av tilstanden til gassabsorpsjonsprosessen i væsken, kan følgende tilstander etableres i dem:

umettet

Væsken er umettet når den er i stand til å oppløse mer gass. Dette skyldes at eksternt trykk er større enn væskens indre trykk.

mettet

Væsken etablerer en balanse i løseligheten av gassen, noe som betyr at gassen rømmer med samme hastighet som den trenger inn i væsken.

Det kan også ses som følger: Hvis tre gassmolekyler kommer ut i luften, vil tre andre komme tilbake til væsken samtidig.

mettet

Væsken er overmettet med gass når det indre trykket er høyere enn det ytre trykket. Og før en minimumsendring i systemet vil den frigjøre overflødig oppløst gass inntil likevekten gjenopprettes.

søknader

- Henriks lov kan brukes til å beregne absorpsjon av inerte gasser (nitrogen, helium, argon, etc.) i forskjellige vev i menneskekroppen, og at sammen med Haldane-teorien er grunnlaget for tabellene til dekompresjon.

- En viktig applikasjon er metning av gass i blodet. Når blodet er umettet, oppløses gassen i den, til den mates og slutter å løses mer. Når dette skjer, går den oppløste gassen i blodet inn i luften.

- Forgasningen av brus er et eksempel på Henrys lov anvendt. Frisør har CO₂ oppløst under høytrykk, og opprettholder således hver av de kombinerte komponenter som omfatter den; og også beholder den karakteristiske smaken langt lenger.

Når sodaflasken blir avdekket, reduseres trykket på væsken og frigjør trykket på stedet.

Fordi trykket på væsken er nå lavere, er oppløseligheten av CO₂ det faller ned og rømmer ut til atmosfæren (det kan bli lagt merke til i stigningen av boblene fra bunnen).

- Når en dykker kommer ned til større dybder, kan det inhalerte nitrogenet ikke unnslippe fordi det ytre trykket forhindrer det, oppløses i individets blod.

Når dykkeren raskt stiger til overflaten, hvor det eksterne trykket blir lavere, begynner nitrogen å boble opp i blodet.

Dette forårsaker det som kalles dekompresjons ubehag. Det er av denne grunn at dykkere må stige sakte, slik at nitrogen slippes langsommere fra blodet.

- Studie av virkningene av molekylær oksygeninngang (O₂) oppløst i blod og vev av fjellklatrere eller utøvere av aktiviteter som involverer langvarig opphold i høye høyder, samt i innbyggerne på ganske høye steder.

- Forskning og forbedring av metodene som brukes for å unngå naturkatastrofer som kan skyldes tilstedeværelsen av oppløste gasser i store vannkilder som kan bli voldsomt utgitt.

eksempler

Henrys lov gjelder bare når molekylene er i likevekt. Her er noen eksempler:

- I oksygenoppløsningen (O₂) i blodet anses dette molekylet å være dårlig oppløselig i vann, selv om dets oppløselighet øker sterkt på grunn av det høye innholdet av hemoglobin i den. Således kan hvert hemoglobin-molekyl bindes til fire oksygenmolekyler som frigjøres i vevet som skal brukes i metabolismen.

- I 1986 var det en tykk skygge av karbondioksid som plutselig ble utvist fra Nyosjøen (lokalisert i Kamerun), kvelde ca. 1700 mennesker og et stort antall dyr, som ble forklart av denne loven.

- Løseligheten som en viss gass manifesterer i en flytende art øker vanligvis når gasstrykket øker, selv om det ved visse høye trykk er visse unntak, som nitrogenmolekyler (N₂).

- Henrys lov gjelder ikke når det er kjemisk reaksjon mellom stoffet som opptrer som et oppløsningsmiddel og stoffet fungerer som løsningsmiddel; Slike er tilfelle av elektrolytter, så som saltsyre (HCl).

referanser

1. Crockford, H.D., Knight Samuel B. (1974). Fundamentals of physicochemistry. (6. utgave). Editorial C.E.C.S.A., Mexico. S. 111-119.
2. Redaktørene til Encyclopaedia Britannica. (2018). Henrys lov. Hentet 10. mai 2018, fra: britannica.com
3. Byju tallet. (2018). Hva er Henrys lov? Hentet 10. mai 2018, fra: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henrys lov hentet 10. mai 2018, fra: leisurepro.com
5. Annenbergs stiftelse. (2017). Seksjon 7: Henrys lov. Hentet 10. mai 2018, fra: learner.org
6. Monica Gonzalez (25. april 2011). Henrys lov. Hentet 10. mai 2018, fra: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles (24. juli 2009). Dykker. [Figur]. Hentet 10. mai 2018, fra: flickr.com