Henrys lov er en gaslovgivning formuleret af den britiske kemiker William Henry i 1803. Loven bestemmer, at ved en konstant temperatur er mængden af opløst gas i et volumen af en specificeret væske direkte proportional med partielt tryk af gassen i ligevægt med væsken. Med andre ord er mængden af opløst gas direkte proportional med deltrykket i dens gasfase. Loven indeholder en proportionalitetsfaktor, der kaldes Henrys lov konstant.
Dette eksempelproblem viser, hvordan man bruger Henrys lov til at beregne koncentrationen af en gas i opløsning under tryk.
Henrys lovproblem
Hvor mange gram kuldioxidgas opløses i en 1 l flaske kulsyreholdigt vand, hvis producenten bruger et tryk på 2,4 atm i aftapningsprocessen ved 25 ° C? Givet: KH CO2 i vand = 29,76 atm / (mol / L) ved 25 ° CSolution Når en gas opløses i en væske, vil koncentrationerne til sidst nå balance mellem gasskilden og opløsningen. Henrys lov viser, at koncentrationen af en opløst gas i en opløsning er direkte proportional med gasets delvist tryk over opløsningen. P = KHC hvor: P er partielt tryk i gassen over opløsningen. KH er Henrys lov konstant for løsningen. C er koncentrationen af den opløste gas i opløsning. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mol / LS Siden vi kun har 1 liter vand, har vi 0,08 mol CO.
Konverter mol til gram:
masse af 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
Der er 3,52 g CO2 opløst i en 1 liter flaske kulsyreholdigt vand fra producenten.
Inden en dåse soda åbnes, er næsten al gas over væsken carbondioxid. Når beholderen åbnes, slipper gassen ud, hvilket sænker delvist tryk af kuldioxid og lader den opløste gas komme ud af opløsningen. Dette er grunden til, at sodavand er fizzy.
Andre former for Henrys lov
Formlen til Henrys lov kan være skrevet på andre måder, der giver mulighed for lette beregninger ved hjælp af forskellige enheder, især af KH. Her er nogle almindelige konstanter for gasser i vand ved 298 K og de gældende former for Henrys lov:
| ligning | KH = P / C | KH = C / P | KH = P / x | KH = Caq / Cgas |
| enheder | [Lopløsning · Atm / molgas] | [molgas / Lopløsning · Atm] | [atm · molopløsning / molgas] | dimensionsløs |
| 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:
- Lopløsning er liter opløsning.
- caq er mol gas pr. liter opløsning.
- P er delvis tryk af gassen over opløsningen, typisk i atmosfærens absolutte tryk.
- xaq er molfraktion af gassen i opløsning, som er omtrent lig med molen gas pr. mol vand.
- atm refererer til atmosfærer med absolut pres.
Anvendelser af Henrys lov
Henrys lov er kun en tilnærmelse der gælder for fortyndede løsninger. Jo længere et system afviger fra ideelle løsninger ( som med enhver gaslov), jo mindre nøjagtig er beregningen. Generelt fungerer Henrys lov bedst, når opløsningen og opløsningsmidlet ligner kemisk hinanden.
Henrys lov anvendes i praktiske anvendelser. For eksempel bruges det til at bestemme mængden af opløst ilt og nitrogen i dykkernes blod for at hjælpe med at bestemme risikoen for dekompressionssyge (bøjningerne).
Henvisning til KH-værdier
Francis L. Smith og Allan H. Harvey (sept. 2007), "Undgå almindelige faldgruber, når du bruger Henrys lov," "Fremskridt inden for kemiteknik" (CEP), pp. 33-39