Henrys lag är en gaslag formulerad av den brittiska kemisten William Henry 1803. Lagen säger att vid konstant temperatur är mängden upplöst gas i en volym av en specificerad vätska direkt proportionell mot gastrycket i jämvikt med vätskan. Med andra ord är mängden upplöst gas direkt proportionell mot deltrycket i dess gasfas. Lagen innehåller en proportionalitetsfaktor som kallas Henrys lag konstant.
Detta exempelproblem visar hur man använder Henrys lag för att beräkna koncentrationen av en gas i lösning under tryck.
Henrys lagproblem
Hur många gram koldioxidgas löses i en 1 L-flaska kolsyrat vatten om tillverkaren använder ett tryck på 2,4 atm vid tappningsprocessen vid 25 ° C? Givet: KH CO2 i vatten = 29,76 atm / (mol / L) vid 25 ° CSolution När en gas upplöses i en vätska kommer koncentrationerna så småningom att nå jämvikt mellan källan till gasen och lösningen. Henrys lag visar att koncentrationen av en löslig gas i en lösning är direkt proportionell mot gasens partiella tryck över lösningen. P = KHC där: P är gasens partiella tryck ovanför lösningen. KH är Henrys lag konstant för lösningen. C är koncentrationen av den upplösta gasen i lösning. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mol / LS eftersom vi bara har 1 liter vatten, vi har 0,08 mol CO.
Konvertera mol till gram:
massa av 1 mol CO2 = 12+ (16x2) = 12 + 32 = 44 g
g CO2 = mol CO2 x (44 g / mol) g CO2 = 8,06 x 10-2 mol x 44 g / molg CO2 = 3,52 gAnswer
Det finns 3,52 g CO2 löst i en 1 L-flaska kolsyrat vatten från tillverkaren.
Innan en burk soda öppnas är nästan all gas över vätskan koldioxid. När behållaren öppnas kommer gasen ut och sänker koldioxidpartiets tryck och låter den upplösta gasen komma ut ur lösningen. Detta är anledningen till att läsk är känsligt.
Andra former av Henrys lag
Formeln för Henrys lag kan skrivas på andra sätt för att möjliggöra enkla beräkningar med olika enheter, särskilt av KH. Här är några vanliga konstanter för gaser i vatten vid 298 K och tillämpliga former av Henrys lag:
| Ekvation | KH = P / C | KH = C / P | KH = P / x | KH = Caq / Cgas |
| enheter | [Llösn · Atm / molgas] | [molgas / Llösn · Atm] | [atm · mollösn / molgas] | dimensionslös |
| 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 |
| han | 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 |
Var:
- Llösn är liter lösning.
- caq är mol gas per liter lösning.
- P är partiell tryck av gasen ovanför lösningen, vanligtvis i atmosfärens absoluta tryck.
- xaq är molfraktion av gasen i lösning, vilket är ungefär lika med molen gas per mol vatten.
- atm avser atmosfärer med absolut tryck.
Tillämpningar av Henrys lag
Henrys lag är bara en tillnärmning som är tillämplig för utspädda lösningar. Ju längre ett system avviker från idealiska lösningar ( som med alla gaslagar), desto mindre noggrann kommer beräkningen att bli. I allmänhet fungerar Henrys lag bäst när det lösta ämnet och lösningsmedlet kemiskt liknar varandra.
Henrys lag används i praktiska tillämpningar. Till exempel används det för att bestämma mängden upplöst syre och kväve i dykarnas blod för att bestämma risken för dekompressionssjukdom (krökningarna).
Referens för KH-värden
Francis L. Smith och Allan H. Harvey (sept. 2007), "Undvik vanliga fallgropar när du använder Henrys lag", "Framsteg inom kemiteknik" (CEP), pp. 33-39