HENRYN LAKI: YHTÄLÖ, POIKKEAMA, SOVELLUKSET - KEMIA - 2026

Henry: n lainsäädännön todetaan, että vakiolämpötilassa, liuenneen kaasun nesteeseen on suoraan verrannollinen sen osapaine on nesteen pinnalla.

Englantilainen fyysikko ja kemisti William Henry postuloi sen vuonna 1803. Hänen lakia voidaan tulkita myös tällä tavoin: jos nesteen painetta lisätään, sitä suurempi on siihen liuenneen kaasun määrä.

Kaasua pidetään tässä liuoksen liuenneena aineena. Toisin kuin kiinteä liuotettu aine, lämpötilalla on negatiivinen vaikutus sen liukoisuuteen. Siksi lämpötilan noustessa kaasulla on taipumus poistua nesteestä helpommin pintaa kohti.

Tämä johtuu tosiasiasta, että lämpötilan nousu lisää energiaa kaasumaisiin molekyyleihin, jotka törmäävät keskenään muodostaen kuplia (ylempi kuva). Nämä kuplat ylittävät sitten ulkoisen paineen ja poistuvat nesteen sinuksesta.

Jos ulkoinen paine on erittäin korkea ja neste pidetään kylmässä, kuplat liukenevat ja vain muutama kaasumainen molekyyli "leijuu" pinnalle.

Henryn lakiyhtälö

Se voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:

P = K _H ∙ C

Missä P on liuenneen kaasun osapaine; C on kaasupitoisuus; ja K _H on Henryn vakio.

On välttämätöntä ymmärtää, että kaasun osittainen paine on se, jonka jokin muu kaasun seos muodostaa erikseen. Ja kokonaispaine on vain osittaisten paineiden summa (Daltonin laki):

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

Seoksen muodostavien kaasumaisten lajien määrää edustaa n. Esimerkiksi, jos on vesihöyryä ja CO ₂ pinnalle nestemäisen, n on yhtä suuri kuin 2.

Poikkeama

Nesteissä huonosti liukeneville kaasuille liuos on lähellä ihanteellista, noudattaen Henryn lakiaineen lakia.

Kuitenkin, kun paine on korkea, on poikkeama Henryyn nähden, koska liuos lakkaa käyttämästä ihanteellisena laimennusaineena.

Mitä se tarkoittaa? Tällä liuenneen ja liuenneen aineen välisellä vuorovaikutuksella alkaa olla omat vaikutuksensa. Kun liuos on hyvin laimea, kaasumolekyylit "yksinomaan" ympäröivät liuotinta, jättämättä huomioimatta mahdollisia keskinäisiä kohtaamisia.

Siksi, kun liuosta ei enää laimenneta ideaalisesti, lineaarisen käyttäytymisen menetys havaitaan kuvaajassa P _i vs. X _i.

Yhteenvetona tästä näkökohdasta: Henryn laki määrää liuenneen aineen höyrynpaineen ihanteellisessa laimennetussa liuoksessa. Liuotinaineena sovelletaan Raoultin lakia:

P _A = X _A ∙ P _A ^*

Kaasun liukoisuus nesteeseen

Kun kaasu liukenee hyvin nesteeseen, kuten veteen sokeri, sitä ei voida erottaa ympäristöstä, jolloin muodostuu homogeeninen liuos. Toisin sanoen: nesteessä (tai sokerikiteissä) ei havaita kuplia.

Kaasumaisten molekyylien tehokas liukeneminen riippuu kuitenkin joistakin muuttujista, kuten: nesteen lämpötilasta, siihen vaikuttavaan paineeseen ja näiden molekyylien kemialliseen luonteeseen verrattuna nesteen lämpötilaan.

Jos ulkoinen paine on erittäin korkea, kaasun mahdollisuudet tunkeutua nestepintaan kasvavat. Ja toisaalta, liuenneiden kaasumaisten molekyylien on vaikeampaa ylittää tapahtumapaine päästäkseen ulkopuolelle.

Jos nestekaasujärjestelmä sekoittuu (kuten meressä ja vesisäiliöiden sisäpuolella olevissa ilmapumpuissa), kaasun imeytyminen suositaan.

Ja miten liuottimen luonne vaikuttaa kaasun imeytymiseen? Jos tämä on polaarinen, kuten vesi, se osoittaa affiniteettia polaarisiin liuenneisiin aineisiin, ts. Niihin kaasuihin, joilla on pysyvä dipolimomentti. Kun taas se on apolaarinen, kuten hiilivedyt tai rasvat, se suosii apolaarisia kaasumaisia ​​molekyylejä

Esimerkiksi ammoniakki (NH ₃) on hyvin liukoinen kaasu veteen vetysitoutumisesta johtuen vuorovaikutuksia. Kun taas vety (H ₂), jonka pieni molekyyli on pooliton, vuorovaikuttaa heikosti vedellä.

Nesteessä olevan kaasun absorptioprosessin tilasta riippuen voidaan myös luoda seuraavat tilat:

Tyydyttymätön

Neste on tyydyttymätön, kun se pystyy liuottamaan enemmän kaasua. Tämä johtuu siitä, että ulkoinen paine on suurempi kuin nesteen sisäinen paine.

kylläinen

Neste muodostaa tasapainon kaasun liukoisuuteen, mikä tarkoittaa, että kaasu valuu samalla nopeudella kuin se tulee nesteeseen.

Se voidaan nähdä myös seuraavasti: jos kolme kaasumaista molekyyliä pakenee ilmaan, vielä kolme palaa nesteeseen samanaikaisesti.

oversaturated

Neste on tyydyttynyt kaasulla, kun sen sisäinen paine on suurempi kuin ulkoinen paine. Ja mikäli järjestelmässä tapahtuu vain vähän muutoksia, se vapauttaa ylimääräistä liuennut kaasua, kunnes tasapaino palautuu.

Sovellukset

- Henryn lakia voidaan käyttää laskettaessa inerttien kaasujen (typen, heliumin, argonin jne.) Imeytymistä ihmiskehon eri kudoksiin, ja jotka yhdessä Haldanen teorian kanssa ovat taulukoiden perustana purku.

- Tärkeä sovellus on veren kaasun kyllästyminen. Kun veri on tyydyttymätöntä, kaasu liukenee siihen, kunnes se tyydyttyy ja lakkaa liukenemasta enemmän. Kun tämä tapahtuu, veressä liuennut kaasu kulkee ilmaan.

- Virvoitusjuomien kaasuttaminen on esimerkki sovellettavasta Henryn laista. Virvoitusjuomien CO ₂ liuotetaan korkeassa paineessa, ja näin säilytetään kunkin yhdistetyn komponentteja, jotka tekevät sen; ja lisäksi se säilyttää ominaisen maun paljon kauemmin.

Kun soodapullo on suljettu, nesteen päällä oleva paine laskee vapauttaen paineen heti.

Koska paine neste on nyt pienempi, liukoisuus CO ₂ tippaa ja se vuotaa ympäristöön (voidaan havaita, että nousu kuplia pohjasta).

- Sukeltajan laskeutuessa suuremmalle syvyydelle hengitetty typpi ei pääse ulos, koska ulkoinen paine estää sitä, liukeneen ihmisen vereen.

Kun sukeltaja nousee nopeasti pinnalle, jossa ulkoinen paine laskee jälleen, typpi alkaa kuplittaa verta.

Tämä aiheuttaa niin kutsutun dekompressiosairauden. Tästä syystä sukeltajien on noustava hitaasti, jotta typpi poistuu hitaammin verestä.

- Tutkimus vuorikiipeilijöiden veressä ja kudoksissa liuenneen molekyylin hapen (O ₂) vähentymisen vaikutuksista tai harjoittajille, jotka harjoittavat toimintaa, johon liittyy pitkäaikainen oleskelu korkeilla korkeuksilla, sekä melko korkeiden paikkojen asukkaille.

- Tutkimus ja parannus menetelmille, joilla vältetään luonnonkatastrofit, jotka voivat johtua suuriin vesimuodoihin liuenneista kaasuista, jotka voivat vapautua väkivaltaisesti.

esimerkit

Henryn lakia sovelletaan vain, kun molekyylit ovat tasapainossa. Tässä muutama esimerkki:

- Hapen (O ₂) liukeneessa verennesteeseen tämän molekyylin katsotaan liukenevan veteen heikosti, vaikka sen liukoisuus lisääntyy huomattavasti sen korkean hemoglobiinipitoisuuden vuoksi. Siten kukin hemoglobiinimolekyyli voi sitoutua neljään happimolekyyliin, jotka vapautuvat kudoksissa aineenvaihdunnassa käytettäviksi.

- Vuonna 1986 Nyos-järvestä (sijaitsee Kamerunissa) karkotettiin yhtäkkiä hiilidioksidipilvi, joka tukahduttaa noin 1700 ihmistä ja suuren määrän eläimiä, mikä selitettiin tällä lailla.

- liukoisuus, että tietyn kaasun lastiluetteloita nesteeseen laji on taipumus kasvaa, kun paine mainitun kaasun kasvaa, vaikka korkeissa paineissa on tiettyjä poikkeuksia, kuten typen molekyylit (N ₂).

- Henryn lakia ei voida soveltaa, kun liuenneena vaikuttavan aineen ja liuottimena toimivan aineen välillä on kemiallinen reaktio; tällainen tapaus on elektrolyytit, kuten suolahappo (HCl).

Viitteet

1. Crockford, HD, Knight Samuel B. (1974). Fysikakemian perusteet. (6. painos). Toimituksellinen CECSA, Meksiko. P 111-119.
2. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (2018). Henryn laki. Haettu 10. toukokuuta 2018, osoitteesta: britannica.com
3. Byju n. (2018). Mikä on Henryn laki? Haettu 10. toukokuuta 2018, osoitteesta: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henryn laki noudettu 10. toukokuuta 2018, osoitteesta: vapaapro.com
5. Annenbergin säätiö. (2017). 7 §: Henryn laki. Haettu 10. toukokuuta 2018, osoitteesta: oppner.org
6. Monica Gonzalez. (25. huhtikuuta 2011). Henryn laki. Haettu 10. toukokuuta 2018, osoitteesta: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles. (24. heinäkuuta 2009). Sukeltaja.. Haettu 10. toukokuuta 2018, osoitteesta: flickr.com