Henrys lov er en gasslov formulert av den britiske kjemikeren William Henry i 1803. Loven sier at ved konstant temperatur er mengden oppløst gass i et volum av en spesifisert væske direkte proporsjonal med delstrykket til gassen i likevekt med væsken. Med andre ord, mengden av oppløst gass er direkte proporsjonal med deltrykket i dens gassfase. Loven inneholder en proporsjonalitetsfaktor som kalles Henrys lov konstant.
Dette eksempelproblemet demonstrerer hvordan man bruker Henrys lov for å beregne konsentrasjonen av en gass i løsning under trykk.
Henrys lovproblem
Hvor mange gram karbondioksidgass blir oppløst i en 1 liter flaske med kullsyreholdig vann hvis produsenten bruker et trykk på 2,4 atm i tappeprosessen ved 25 ° C? Gitt: KH CO2 i vann = 29,76 atm / (mol / L) ved 25 ° CSolution Når en gass blir oppløst i en væske, vil konsentrasjonene til slutt nå likevekt mellom kilden til gassen og løsningen. Henrys lov viser at konsentrasjonen av en løst gass i en løsning er direkte proporsjonal med gassens delstrykk over løsningen. P = KHC hvor: P er delstrykket til gassen over løsningen. KH er Henrys lov konstant for løsningen. C er konsentrasjonen av den oppløste gassen i oppløsningen. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mol / LS Siden vi bare har 1 liter vann, har vi 0,08 mol CO.
Konverter føflekker til gram:
masse 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 er 3,52 g CO2 oppløst i en 1 L flaske karbonatisert vann fra produsenten.
Før en boks brus åpnes, er nesten all gassen over væsken karbondioksid. Når beholderen åpnes, slipper gassen ut og senker deltrykket av karbondioksyd og lar den oppløste gassen komme ut av løsningen. Dette er grunnen til at brus er yr.
Andre former for Henrys lov
Formelen for Henrys lov kan være skrevet på andre måter som muliggjør enkle beregninger ved bruk av forskjellige enheter, spesielt av KH. Her er noen vanlige konstanter for gasser i vann ved 298 K og gjeldende former for Henrys lov:
| ligningen | KH = P / C | KH = C / P | KH = P / x | KH = CEn q / Cgass |
| enheter | [Lsoln · Atm / molgass] | [molgass / Lsoln · Atm] | [atm · molsoln / molgass] | dimensjonsløs |
| 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 |
Hvor:
- Lsoln er liter løsning.
- cEn q er mol gass per liter løsning.
- P er delvis press av gassen over løsningen, typisk i absolutt atmosfæretrykk.
- xEn q er molfraksjon av gassen i oppløsning, som er omtrent lik mol gass per mol vann.
- Atm refererer til atmosfærer av absolutt trykk.
Anvendelser av Henrys lov
Henrys lov er bare en tilnærming som gjelder for fortynnede løsninger. Jo videre et system avviker fra ideelle løsninger ( som med enhver gasslov), jo mindre nøyaktig blir beregningen. Generelt fungerer Henrys lov best når oppløsningen og løsemidlet er kjemisk likt hverandre.
Henrys lov brukes i praktiske anvendelser. For eksempel brukes det til å bestemme mengden oppløst oksygen og nitrogen i dykkernes blod for å bestemme risikoen for dekompresjonssykdom (bøyene).
Henvisning for KH-verdier
Francis L. Smith og Allan H. Harvey (sept. 2007), "Unngå vanlige fallgruver når du bruker Henrys lov", "Fremdrift i kjemiteknikk" (CEP), pp. 33-39