HENRYS LAG: EKVATION, AVVIKELSE, TILLÄMPNINGAR - KEMI - 2026

Den Henry 's lag anger att vid konstant temperatur, är direkt proportionell mot dess partialtryck på ytan av vätskan mängden löst gas i en vätska.

Det postuleras 1803 av den engelska fysikern och kemisten William Henry. Hans lag kan också tolkas på detta sätt: om trycket på vätskan ökas, desto större blir mängden gas upplöst i den.

Här betraktas gasen som lösningsmedlets lösning. Till skillnad från fast löst ämne har temperaturen en negativ effekt på dess löslighet. När temperaturen ökar tenderar således gasen att fly ut från vätskan lättare mot ytan.

Detta beror på att ökningen i temperatur ger energi till gasformiga molekyler, som kolliderar med varandra för att bilda bubblor (toppbild). Dessa bubblor övervinner sedan det yttre trycket och flyr ur vätsken sinus.

Om det yttre trycket är mycket högt, och vätskan hålls kall, kommer bubblorna att lösa sig upp och bara några få gasformiga molekyler "svävar" på ytan.

Henrys lagekvation

Det kan uttryckas med följande ekvation:

P = _KH ∙C

När P är det partiella trycket för den upplösta gasen; C är gaskoncentrationen; och _KH är Henrys konstant.

Det är nödvändigt att förstå att gasens partiella tryck är det som utövas individuellt av en art av resten av den totala gasblandningen. Och det totala trycket är inget annat än summan av alla deltryck (Daltons lag):

P _Totalt = P ₁ + P ₂ + P ₃ + … + P _n

Antalet gasformiga arter som utgör blandningen representeras av n. Till exempel, om det finns vattenånga och CO ₂ på ytan av en vätska , är n lika med 2.

Avvikelse

För gaser som är svårlösliga i vätskor är lösningen nära idealisk och uppfyller Henrys lag för lösta ämnen.

Men när trycket är högt finns det en avvikelse med avseende på Henry, eftersom lösningen slutar att uppträda som en idealisk utspädning.

Vad betyder det? Att interaktioner mellan lösta och solute och lösningsmedel börjar ha sina egna effekter. När lösningen är mycket utspädd, omges gasmolekylerna "exklusivt" av lösningsmedel, vilket försummar de möjliga mötena emellan.

Därför, när lösningen inte längre är idealiskt utspädda, är förlusten av linjärt beteende observeras i graf P _i vs X _i .

Som slutsats till denna aspekt: ​​Henrys lag bestämmer ångtrycket för ett lösta ämne i en idealisk utspädd lösning. Raoults lag gäller för lösningsmedlet:

P _A = X _A ∙ P _A ^*

Löslighet av en gas i vätskan

När en gas är väl upplöst i en vätska, som socker i vatten, kan den inte skiljas från miljön, och därmed bilda en homogen lösning. Med andra ord: inga bubblor observeras i vätskan (eller sockerkristaller).

Emellertid beror den effektiva solvationen av gasformiga molekyler av vissa variabler, såsom: vätskans temperatur, trycket som påverkar den och den kemiska naturen hos dessa molekyler jämfört med vätskans.

Om det yttre trycket är mycket högt ökar chansen att gas tränger igenom vätskeytan. Och å andra sidan har upplösa gasformiga molekyler det svårare att övervinna det infallande trycket för att fly utåt.

Om flytande gassystemet är under omrörning (som i havet och i luftpumparna inuti fiskbehållaren), föredras absorptionen av gas.

Och hur påverkar lösningsmedlets natur absorptionen av en gas? Om detta är polärt, som vatten, kommer det att visa affinitet för polära lösta ämnen, det vill säga för de gaser som har ett permanent dipolmoment. Medan om det är apolärt, såsom kolväten eller fetter, föredrar det apolära gasformiga molekyler

Exempelvis ammoniak (NH ₃ är) en mycket löslig gas i vatten på grund av vätebindande interaktioner. Medan väte (H ₂ ), vars liten molekyl är apolära, interagerar svagt med vatten.

Beroende på tillståndet för gasabsorptionsprocessen i vätskan kan följande tillstånd fastställas i dem:

omättade

Vätskan är omättad när den kan lösa upp mer gas. Detta beror på att det yttre trycket är större än vätskans inre tryck.

Mättad

Vätskan skapar en jämvikt i gasens löslighet, vilket innebär att gasen slipper ut i samma takt som den kommer in i vätskan.

Det kan också ses på följande sätt: om tre gasformiga molekyler slipper ut i luften kommer ytterligare tre att återgå till vätskan samtidigt.

övermättad

Vätskan övermättas med gas när dess inre tryck är högre än det yttre trycket. Och med en minimal förändring i systemet kommer det att släppa överskottet av upplöst gas tills jämvikten återställs.

tillämpningar

- Henrys lag kan tillämpas för att beräkna absorptionen av inerta gaser (kväve, helium, argon, etc.) i de olika vävnaderna i människokroppen, och som tillsammans med Haldanes teori är basen i tabellerna. dekompression.

- En viktig applikation är mättnaden av gas i blodet. När blod är omättat löses gasen upp i den tills den blir mättad och slutar lösa mer. När detta händer passerar gasen som löses upp i blodet i luften.

- Förgasning av läskedrycker är ett exempel på Henrys tillämpade lag. Läskedrycker har CO ₂ upplöst under högt tryck, vilket bibehåller var och en av de kombinerade komponenterna som utgör det; och det bevarar den karakteristiska smaken mycket längre.

När läskflaskan inte är avslutad, minskar trycket ovanpå vätskan och frigörs omedelbart trycket.

Eftersom trycket på vätskan nu är lägre, sjunker lösligheten av CO ₂ och den flyr ut i miljön (det kan märkas i uppkomsten av bubblorna från botten).

- När en dykare går ner till större djup kan det inhalerade kvävet inte slippa ut eftersom det yttre trycket förhindrar det och upplöses i individens blod.

När dykaren stiger snabbt till ytan, där det yttre trycket sjunker igen, börjar kväve bubbla i blodet.

Detta orsakar så kallade dekomprimeringssjukdom. Det är av denna anledning som dykare måste ta sig långsamt, så att kvävgas kommer långsammare från blodet.

- Studie av effekterna av minskningen av molekylärt syre (O ₂ ) upplöst i blod och vävnader hos bergsklättrare eller utövare av aktiviteter som involverar långvarig vistelse i höga höjder, liksom hos invånarna på ganska höga platser.

- Forskning och förbättring av de metoder som används för att undvika naturkatastrofer som kan orsakas av närvaron av gaser löst i enorma vattenmassor som kan släppas våldsamt.

exempel

Henrys lag gäller endast när molekylerna är i jämvikt. Här är några exempel:

- Vid upplösning av syre (O ₂ ) i blodvätskan anses denna molekyl vara dåligt löslig i vatten, även om dess löslighet ökar avsevärt på grund av den höga halten hemoglobin i den. Således kan varje hemoglobinmolekyl binda till fyra syremolekyler som frigörs i vävnaderna som ska användas i metabolism.

- 1986 registrerades ett tjockt moln av koldioxid som plötsligt förvisades från sjön Nyos (belägen i Kamerun) och kvävde ungefär 1700 människor och ett stort antal djur, vilket förklarades av denna lag.

- Lösligheten att en given gas manifesteras i ett flytande species tenderar att öka då trycket av nämnda gas ökar, även vid höga tryck finns det vissa undantag, såsom kvävemolekyler (N ₂ ).

- Henrys lag är inte tillämplig när det finns en kemisk reaktion mellan ämnet som fungerar som ett löst ämne och det som fungerar som ett lösningsmedel; sådant är fallet med elektrolyter, såsom saltsyra (HCl).

referenser

1. Crockford, HD, Knight Samuel B. (1974). Grundläggande fysikalisk kemi. (6: e upplagan). Redaktionell CECSA, Mexiko. P 111-119.
2. Redaktörerna för Encyclopaedia Britannica. (2018). Henrys lag. Hämtad den 10 maj 2018 från: britannica.com
3. Byju talet. (2018). Vad är Henrys lag? Hämtad den 10 maj 2018 från: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henrys lag Hämtad den 10 maj 2018 från: leisurepro.com
5. Annenberg Foundation. (2017). Avsnitt 7: Henrys lag. Hämtad den 10 maj 2018 från: Learner.org
6. Monica Gonzalez. (25 april 2011). Henrys lag. Hämtad den 10 maj 2018 från: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles. (24 juli 2009). Dykare. . Hämtad den 10 maj 2018 från: flickr.com