Закон Генри является газовое право сформулировано британским химиком Уильямом Генри в 1803 году. Закон гласит, что при постоянной температуре количество растворенного газа в объеме указанной жидкости прямо пропорционально парциальному давлению газа в равновесие с жидкостью. Другими словами, количество растворенного газа прямо пропорционально парциальному давлению его газовой фазы. Закон содержит фактор пропорциональности, который называется постоянной закона Генри.
Этот пример проблемы демонстрирует, как использовать закон Генри для расчета концентрации газа в растворе под давлением.
Проблема закона Генри
Сколько граммов углекислого газа растворяется в бутылке с газированной водой объемом 1 л, если производитель использует давление 2,4 атм в процессе розлива при 25 ° C? Дано: KH CO2 в воде = 29,76 атм / (моль / л) при 25 ° C. Раствор. Когда газ растворяется в жидкости, концентрации в конечном итоге достигнут равновесия между источником газа и раствором. Закон Генри показывает, что концентрация растворенного газа в растворе прямо пропорциональна парциальному давлению газа над раствором. P = KHC, где: P - парциальное давление газа над раствором. KH - законная константа Генри для решения. С - концентрация растворенного газа в растворе. C = P / KHC = 2,4 атм / 29,76 атм / (моль / л) C = 0,08 моль / л, поскольку у нас всего 1 л воды, у нас 0,08 моль СО.
Перевести родинки в граммы:
масса 1 моль СО2 = 12+ (16x2) = 12 + 32 = 44 г
г CO2 = моль CO2 х (44 г / моль) г CO2 = 8,06 х 10-2 моль х 44 г / моль CO2 = 3,52 гОтвет
Есть 3,52 г СО2 растворяют в 1 л бутылке газированной воды от производителя.
Перед открытием банки с газировкой почти весь газ над жидкостью углекислый газ. Когда контейнер открыт, газ выходит, понижая парциальное давление углекислого газа и позволяя растворенному газу выходить из раствора. Вот почему газировка является газированной.
Другие формы закона Генри
Формула для закона Генри может быть написана другими способами, позволяющими легко вычислять, используя различные единицы, в частности, KЧАС. Вот некоторые общие константы для газов в воде при 298 К и применимые формы закона Генри:
| Уравнение | КЧАС = P / C | КЧАС = C / P | КЧАС = П / х | КЧАС = Cводн / Cгаз |
| единицы измерения | [LSOLN · Атм / мольгаз] | [мольгаз / ЛSOLN · Атм] | [атм · мольSOLN / мольгаз] | безразмерный |
| О2 | 769.23 | 1,3 E-3 | 4.259 E4 | 3.180 E-2 |
| ЧАС2 | 1282.05 | 7,8 E-4 | 7,088 E4 | 1.907 E-2 |
| Колорадо2 | 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 |
| Он | 2702.7 | 3.7 E-4 | 14,97 E4 | 9.051 E-3 |
| Небраска | 2222.22 | 4,5 E-4 | 12.30 E4 | 1.101 E-2 |
| Арканзас | 714.28 | 1.4 E-3 | 3.9555 E4 | 3.425 E-2 |
| Колорадо | 1052.63 | 9,5 E-4 | 5,828 Е4 | 2.324 E-2 |
Где:
- LSOLN это литры раствора.
- сводн моль газа на литр раствора.
- P является частичным давление газа над раствором, как правило, в атмосфере абсолютного давления.
- Иксводн мольная доля газа в растворе, которая приблизительно равна молям газа на моль воды.
- атм относится к атмосферам абсолютного давления.
Применение закона Генри
Закон Генри является лишь приближением, применимым для разбавленных растворов. Чем дальше система расходится с идеальными решениями ( как с любым газовым законом), тем менее точным будет расчет. В общем, закон Генри работает лучше всего, когда растворенное вещество и растворитель химически похожи друг на друга.
Закон Генри используется в практических приложениях. Например, он используется для определения количества растворенного кислорода и азота в крови дайверов, чтобы помочь определить риск развития декомпрессионной болезни (изгибов).
Справочник по значениям KH
Фрэнсис Л. Смит и Аллан Х. Харви (сентябрь 2007), «Избегайте распространенных ошибок при использовании закона Генри», «Прогресс химической инженерии» (СЕР)с. 33-39