Henry võrrandi seadus, kõrvalekalle, rakendused

The Henry seadus tuvastab, et konstantsel temperatuuril on vedelikus lahustunud gaasi kogus otseselt proportsionaalne selle osalise rõhuga vedeliku pinnal..

Aastal 1803 postuleeris seda inglise füüsik ja keemik William Henry. Selle õigust saab tõlgendada ka sel viisil: kui vedeliku surve suureneb, seda suurem on selles lahustunud gaasi kogus.

Siin loetakse gaasi lahuse lahustuvaks aineks. Erinevalt tahketest lahustuvatest ainetest avaldab temperatuur selle lahustuvusele negatiivset mõju. Seega, kui temperatuur tõuseb, kipub gaas vedelast kergemini pinna poole pääsema.

Seda seetõttu, et temperatuuri tõus annab energiat gaasilistele molekulidele, mis põrkuvad üksteisega mullide moodustamiseks (ülemine pilt). Seejärel ületavad need mullid välise rõhu ja pääsevad vedelikust välja.

Kui välisrõhk on väga suur ja vedelik jääb jahtuma, lahustatakse mullid ja ainult mõned gaasilised molekulid "põrgavad" pinda..

Indeks

• 1 Henry seaduse võrrand
• 2 Hälve
• 3 Gaasi lahustuvus vedelikus
  • 3.1 Küllastumata
  • 3.2 Küllastunud
  • 3.3 Küllastunud
• 4 Rakendused
• 5 Näited
• 6 Viited 

Henry seaduse võrrand

Seda võib väljendada järgmise võrrandiga:

P = K_H∙ C

Kus P on lahustunud gaasi osaline rõhk; C on gaasi kontsentratsioon; ja K_H see on Henry konstant.

On vaja mõista, et gaasi osaline rõhk on see, mis avaldab eraldi osa ülejäänud gaasisegust. Ja kogurõhk ei ole suurem kui kõigi osaliste rõhkude summa (Daltoni seadus):

P_Kokku= P₁ + P₂ + P₃+... + P_n

Segu moodustavate gaasiliste liikide arvu esindab n. Näiteks, kui vedeliku pinnal on veeaur ja CO₂, n on võrdne 2-ga.

Hälve

Vedelikes halvasti lahustuvate gaaside puhul vastab lahus ideaalselt Henry seadusele lahustunud aine kohta.

Siiski, kui rõhk on kõrge, tekib kõrvalekalle Henryst, sest lahus lakkab käitumast ideaalselt lahjendatud.

Mida see tähendab? Lahustunud ja lahustunud lahustite vahelise koostoime algab oma mõju. Kui lahus on väga lahjendatud, ümbritsevad gaasimolekulid "eranditult" lahustiga, põlgades võimalikke kokkupuuteid omavahel.

Seega, kui lahus lakkab ideaalselt lahjendatult, täheldatakse lineaarse käitumise kadu P-diagrammis_i vs X_i.

Sellest aspektist järeldub, et Henry seadus määrab lahustunud aine aururõhu ideaalses lahjendatud lahuses. Lahendaja puhul kehtib Raoult'i seadus:

P_A = X_A∙ P_A^*

Gaasi lahustuvus vedelikus

Kui gaas on vedelikus hästi lahustunud, nagu vees sisalduv suhkur, ei saa seda keskkonnast eristada, moodustades seega homogeense lahuse. Teisisõnu: vedelikus (või suhkrukristallides) ei täheldatud mulle..

Siiski sõltub gaasiliste molekulide efektiivne solvaatumine mõnest muutujast, nagu näiteks vedeliku temperatuur, seda mõjutav rõhk ja nende molekulide keemiline olemus võrreldes vedeliku omadustega..

Kui välisrõhk on väga suur, siis gaasi tungimise võimalus vedeliku pinnale suureneb. Teisest küljest on lahustunud gaasilised molekulid raskem ületada vahepealset survet, et saavutada väljapääsu väljastpoolt.

Kui vedelgaasisüsteem on segamisel (nagu see juhtub merel ja paagis olevates õhupumpades), eelistatakse gaasi imendumist.

Kuidas mõjutab lahusti olemus gaasi imendumist? Kui see on polaarne, nagu vesi, näitab see afiinsust polaarsete lahustite suhtes, st nende gaaside suhtes, millel on püsiv dipoolmoment. Kui see ei ole polaarne, näiteks süsivesinikud või rasvad, siis eelistab see apolaarset gaasilist molekuli

Näiteks ammoniaak (NH₃) on gaas, mis on vees sidemete tõttu väga vees lahustuv. Kuigi see vesinik (H₂), mille väike molekul on apolaarne, suhtleb nõrgalt veega.

Samuti võib sõltuvalt gaasi neeldumisprotsessi olekust vedelikus kindlaks määrata järgmised seisundid:

Küllastumata

Vedelik on küllastumata, kui ta suudab rohkem gaasi lahustada. Seda seetõttu, et väline rõhk on suurem kui vedeliku siserõhk.

Küllastunud

Vedelik tekitab gaasi lahustuvuse tasakaalu, mis tähendab, et gaas väljub samal kiirusel, millega see vedelikku tungib.

Seda võib näha ka järgnevalt: kui kolm gaasimolekuli põgenevad õhku, pöörduvad kolm korda tagasi vedelikku samal ajal.

Üleküllastunud

Vedelik on üleküllastunud gaasiga, kui selle siserõhk on kõrgem kui välisrõhk. Ja enne süsteemi minimaalset muutmist vabastab ta liigse lahustunud gaasi, kuni tasakaal taastub.

Rakendused

- Henry seadust saab kohaldada inertsete gaaside (lämmastik, heelium, argoon jne) imendumise arvutamiseks inimkeha erinevates kudedes ja et koos Haldane teooriaga on aluseks tabelite tabelid. dekompressioon.

- Oluline rakendus on gaasi küllastumine veres. Kui veri on küllastumata, lahustub gaas selles, kuni see küllastub ja lõpetab lahustumise. Kui see juhtub, läheb veres lahustunud gaas õhku.

- Karastusjookide gaasistamine on näide Henry seadusest. Karastusjoogid on CO₂ lahustatakse kõrge rõhu all, säilitades seeläbi iga seda sisaldava kombineeritud komponendi; samuti säilitab see iseloomuliku maitse palju kauem.

Soda pudeli katmata jätmisel väheneb vedeliku rõhk, vabastades rõhu kohapeal.

Kuna vedeliku rõhk on nüüd madalam, siis CO lahustuvus₂ see langeb ja põgeneb atmosfääri (seda võib täheldada mullide tõusus alt).

- Kuna sukelduja langeb suurematesse sügavustesse, ei saa sissehingatav lämmastik põgeneda, sest välimine surve takistab seda, lahustudes inimese veres..

Kui sukelduja tõuseb kiiresti pinnale, kus välisrõhk langeb, hakkab lämmastik veres muljuma.

See põhjustab dekompressiooni ebamugavustunnet. Just sel põhjusel peavad sukeldujad aeglaselt tõusma, nii et lämmastik pääseb verest aeglasemalt.

- Molekulaarse hapniku mõju uurimine (O₂) mägironijate vere ja kudede või pikaajaline viibimine kõrge kõrgusel asuvate tegevusvaldkondade, samuti üsna kõrgete kohtade elanike poolt lahustunud \ t.

- Loodusõnnetuste vältimiseks kasutatavate meetodite uurimine ja täiustamine, mis võib olla tingitud lahustunud gaaside olemasolust suurtes veekogudes, mida saab vägivaldselt vabastada.

Näited

Henry seadust kohaldatakse ainult siis, kui molekulid on tasakaalus. Siin on mõned näited:

- Hapniku lahuses (O₂) vereringes peetakse seda molekuli vees halvasti lahustuvaks, kuigi selle lahustuvus suureneb suuresti hemoglobiini suure sisalduse tõttu. Seega võib iga hemoglobiini molekul seonduda nelja hapniku molekuliga, mis vabanevad ainevahetuses kasutatavates kudedes..

- 1986. aastal oli Nyos-järvest (Kamerunis asuv) järsku süsinikdioksiidi pilv, mis lämmatas umbes 1700 inimest ja suurt hulka loomi, mis seletati selle seadusega..

- Lahustuvus, mida teatud gaasivormid vedelates liikides suurenevad, suureneb tavaliselt gaasirõhu suurenemisel, kuigi teatud kõrgete rõhkude korral on teatud erandeid, nagu lämmastiku molekulid (N₂).

- Henry seadust ei kohaldata, kui aine, mis toimib lahustina, ja aine, mis toimib lahustina, vahel on keemiline reaktsioon; Selline on elektrolüütide, näiteks vesinikkloriidhappe (HCl) puhul..

Viited

1. Crockford, H. D., Knight Samuel B. (1974). Füüsikokeemia alused. (6. trükk). Editorial C.E.C.S.A., Mehhiko. P 111-119.
2. Encyclopaedia Britannica toimetajad. (2018). Henry seadus. Välja otsitud 10. mail 2018 alates: britannica.com
3. Byju on (2018). Mis on Henry seadus? Välja otsitud 10. mail 2018 alates: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henry seadus Välja otsitud 10. mail 2018, alates: leisurepro.com
5. Annenberg Foundation. (2017). 7. jagu: Henry seadus. Välja otsitud 10. mail 2018 kellelt: learner.org
6. Monica Gonzalez (25. aprill 2011). Henry seadus. Välja otsitud 10. mail 2018 alates: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles (24. juuli 2009). Sukelduja [Joonis] Välja otsitud 10. mail 2018 alates: flickr.com