Law of Henry ligning, afvigelse, applikationer

den Henry's lov fastslår, at mængden af ​​gas opløst i en væske ved en konstant temperatur er direkte proportional med dens partielle tryk på overfladen af ​​væsken.

Det blev postuleret i år 1803 af den engelske fysiker og kemiker William Henry. Dets lov kan også fortolkes på denne måde: Hvis trykket på væsken øges, desto større er mængden af ​​gas opløst i den.

Her betragtes gassen som opløsningens opløste middel. I modsætning til fast opløst stof har temperaturen en negativ effekt på dets opløselighed. Således, som temperaturen stiger, har gasen en tendens til at flygte fra væsken lettere mod overfladen.

Dette skyldes, at stigningen i temperaturen giver energi til de gasformige molekyler, som kolliderer med hinanden for at danne bobler (topbillede). Derefter overvinder disse bobler det ydre tryk og undslipper fra væsken.

Hvis det ydre tryk er meget højt, og væsken forbliver kølig, bliver boblerne opløst og kun et par gasformige molekyler vil "hjemsøge" overfladen.

indeks

• 1 Ligning af Henrys lov
• 2 Afvigelse
• 3 Opløselighed af en gas i væsken
  • 3.1 umættede
  • 3.2 Mættet
  • 3.3 Overmættet
• 4 applikationer
• 5 eksempler
• 6 referencer 

Henry's Law Equation

Det kan udtrykkes af følgende ligning:

P = K_H∙ C

Hvor P er partialtrykket af den opløste gas; C er koncentrationen af ​​gassen og K_H det er Henry's konstante.

Det er nødvendigt at forstå, at gasens partialtryk er det, der individuelt udøver en slags resten af ​​den samlede gasblanding. Og det samlede tryk er ikke mere end summen af ​​alle deltrykene (Daltons lov):

P_samlede= P₁ + P₂ + P₃+... + P_n

Antallet af gasarter, der udgør blandingen, er repræsenteret af n. For eksempel, hvis der er vanddamp og CO på overfladen af ​​en væske₂, n er lig med 2.

afvigelse

For gasser, der er dårligt opløselige i væsker, svarer opløsningen ideelt til at overholde Henry's lov for det opløste stof.

Men når trykket er højt, opstår der en afvigelse fra Henry, fordi opløsningen holder op med at fungere som ideel fortyndet.

Hvad betyder det? At opløste opløsningsmidler og opløst opløsningsmiddel-interaktioner begynder at have deres egne virkninger. Når opløsningen er meget fortyndet, er gasmolekylerne "udelukkende" omgivet af opløsningsmiddel og despiserer de mulige møder mellem dem.

Når opløsningen holder op med at være ideelt fortyndet, observeres tabet af den lineære opførsel i P-diagrammet_jeg vs X_jeg.

På baggrund af dette aspekt: ​​Henry's lov bestemmer et opløst damptryk i en ideel fortyndet opløsning. Mens det gælder opløsningsmidlet gælder Raoults lov:

P_En = X_En∙ P_En^*

Opløselighed af en gas i væsken

Når en gas er godt opløst i en væske, som sukker i vand, kan den ikke skelnes fra miljøet og danner således en homogen opløsning. Med andre ord: der observeres ingen bobler i væsken (eller sukkerkrystallerne).

Den effektive opløsning af gasformige molekyler afhænger imidlertid af nogle variabler som: væskens temperatur, trykket der påvirker det og disse molekylers kemiske natur sammenlignet med væskens temperatur.

Hvis det ydre tryk er meget højt, øges chancerne for at gasen trænger ind i væskens overflade. Og på den anden side er opløste gasformige molekyler sværere at overvinde indfaldstrykket for at opnå flugt udefra.

Hvis væskesystemet er under omrøring (som det sker i havet og i luftpumperne inde i tanken), er gasoptagelsen favoriseret.

Og hvordan påvirker opløsningsmidlets natur absorptionen af ​​en gas? Hvis det er polært, som vand, vil det vise affinitet for polare opløsninger, det vil sige for de gasser, der har et permanent dipolmoment. Selvom det ikke er polært, såsom kulbrinter eller fedt, vil det foretrække apolære gasformige molekyler

For eksempel ammoniak (NH₃) er en gas, der er meget opløselig i vand på grund af vekselvirkninger af hydrogenbindinger. Mens det hydrogen (H₂), hvis lille molekyle er apolært, interagerer svagt med vand.

Afhængigt af tilstanden af ​​gasabsorptionsprocessen i væsken kan følgende tilstande også etableres i dem:

umættede

Væsken er umættet, når den er i stand til at opløse mere gas. Dette skyldes, at det ydre tryk er større end væskens indre tryk.

mættet

Væsken etablerer en balance i gasens opløselighed, hvilket betyder, at gassen undslipper med samme hastighed som det trænger ind i væsken.

Det kan også ses som følger: Hvis tre gasmolekyler kommer i luften, vil tre andre vende tilbage til væsken samtidig.

overmættet

Væsken er overmættet med gas, når dets indre tryk er højere end det ydre tryk. Og før en minimumsændring i systemet frigøres det overskydende opløste gas, indtil ligevægten genoprettes.

applikationer

- Henry's lov kan anvendes til at beregne absorptionen af ​​inerte gasser (nitrogen, helium, argon osv.) I forskellige væv i menneskekroppen, og at sammen med Haldane-teorien er grundlaget for tabellerne om dekompression.

- En vigtig anvendelse er mætningen af ​​gas i blodet. Når blodet er umættet, opløses gassen i det, indtil det mætes og ophører med at opløse mere. Når dette sker, går den opløste gas i blodet ind i luften.

- Forgasningen af ​​læskedrikke er et eksempel på Henriks lov anvendt. Læskedrikke har CO₂ opløst under højt tryk, hvorved hver af de kombinerede komponenter, der omfatter den, opretholdes; og det bevarer den karakteristiske smag langt længere.

Når sodavandflasken afdækkes, falder trykket på væsken og frigiver trykket på stedet.

Da trykket på væsken nu er lavere, er opløseligheden af ​​CO₂ det nedstammer og undslipper til atmosfæren (det kan bemærkes i stigningen af ​​boblerne fra bunden).

- Som dykker ned til større dybder kan det indåndede kvælstof ikke undslippe, fordi det ydre tryk forhindrer det, opløses i individets blod.

Når dykkeren hurtigt stiger til overfladen, hvor det ydre tryk bliver lavere, begynder kvælningen at boble op i blodet.

Dette forårsager, hvad der er kendt som dekompression ubehag. Det er derfor, at dykkere skal stige langsomt, så nitrogen slippes langsommere ud af blodet.

- Undersøgelse af virkningerne af molekylær oxygen reduktion (O₂) opløst i bjergbestigere eller praktiserende lægeres blod og væv af aktiviteter, der involverer langvarigt ophold i høje højder såvel som i indbyggerne på ganske høje steder.

- Forskning og forbedring af de metoder, der anvendes til at undgå naturkatastrofer, der kan skyldes tilstedeværelsen af ​​opløste gasser i store vandområder, der kan udledes voldsomt.

eksempler

Henry's lov gælder kun, når molekylerne er i ligevægt. Her er nogle eksempler:

- I oxygenopløsningen (O₂) i blodet anses dette molekyle for ringe opløseligt i vand, selvom dets opløselighed stiger stærkt på grund af det høje indhold af hæmoglobin i det. Således kan hvert molekyle af hæmoglobin binde til fire molekyler ilt, der frigives i vævene, der skal anvendes i metabolismen.

- I 1986 var der en tykk CO2-kulde, der pludselig blev udvist fra Nyosøen (ligger i Kamerun), kvælende ca. 1.700 mennesker og et stort antal dyr, som blev forklaret ved denne lov.

- Opløseligheden, som en bestemt gas manifesterer i en flydende art, stiger normalt som gastrykket stiger, selvom der ved visse høje tryk er visse undtagelser, såsom nitrogenmolekyler (N₂).

- Henry's lov er ikke anvendelig, når der er en kemisk reaktion mellem stoffet, der virker som et opløst stof, og stoffet virker som opløsningsmiddel Sådan er tilfældet med elektrolytter, såsom saltsyre (HCI).

referencer

1. Crockford, H.D., Knight Samuel B. (1974). Fundamentals of physicochemistry. (6. udgave). Editorial C.E.C.S.A., Mexico. P 111-119.
2. Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Henry's lov. Hentet den 10. maj 2018, fra: britannica.com
3. Byju s. (2018). Hvad er Henrys lov? Hentet den 10. maj 2018, fra: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henry's lov hentet den 10. maj 2018, fra: leisurepro.com
5. Annenberg Foundation. (2017). Sektion 7: Henrys lov. Hentet den 10. maj 2018, fra: learner.org
6. Monica Gonzalez (25. april 2011). Henry's lov. Hentet den 10. maj 2018, fra: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles (24. juli 2009). Diver. [Figur]. Hentet den 10. maj 2018, fra: flickr.com