Henrija likums ir a gāzes likums to formulēja britu ķīmiķis Viljams Henrijs 1803. gadā. Likums nosaka, ka nemainīgā temperatūrā izšķīdušās gāzes daudzums noteikta šķidruma tilpumā ir tieši proporcionāls gāzes daļējam spiedienam līdzsvars ar šķidrumu. Citiem vārdiem sakot, izšķīdušās gāzes daudzums ir tieši proporcionāls tās gāzes fāzes daļējam spiedienam. Likums satur proporcionalitātes koeficientu, ko sauc par Henrija likuma konstanti.
Šis problēmas piemērs parāda, kā izmantot Henrija likumu, lai aprēķinātu gāzes koncentrāciju šķīdumā zem spiediena.
Henrija likuma problēma
Cik gramus oglekļa dioksīda gāzes izšķīdina 1 L gāzēta ūdens pudelē, ja ražotājs pudeļu pildīšanas procesā 25 ° C temperatūrā izmanto 2,4 atm spiedienu? Piešķirts: CO2 KH ūdenī = 29,76 atm / (mol / L) 25 ° C šķīdumā. Kad gāze tiek izšķīdināta šķidrumā, koncentrācijas galu galā sasniegs līdzsvaru starp gāzes avotu un šķīdumu. Henrija likums parāda, ka izšķīdušās gāzes koncentrācija šķīdumā ir tieši proporcionāla gāzes daļējam spiedienam virs šķīduma. P = KHC, kur: P ir gāzes daļējs spiediens virs šķīduma. KH ir Henrija likuma konstante risinājumam. C ir izšķīdušās gāzes koncentrācija šķīdumā. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mol / LS, ja mums ir tikai 1 L ūdens, mums ir 0,08 mol CO.
Pārvērst molu gramos:
masa 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 gAtbildēt
Ir 3,52 g CO2 izšķīdināts 1 L pudelē gāzēta ūdens no ražotāja.
Pirms soda kannas atvēršanas gandrīz visa gāze ir virs šķidruma oglekļa dioksīds. Atverot trauku, gāze izplūst, pazeminot oglekļa dioksīda daļējo spiedienu un ļaujot izšķīdušajai gāzei izkļūt no šķīduma. Tāpēc sodas ir putojošas.
Citas Henrija likuma formas
Henrija likuma formulu var uzrakstīt citos veidos, lai būtu viegli veikt aprēķinus, izmantojot dažādas vienības, īpaši KH. Šeit ir dažas parastās konstantes gāzēm ūdenī pie 298 K un piemērojamajām Henrija likuma formām:
| Vienādojums | KH = P / C | KH = C / P | KH = P / x | KH = Caq / Cgāze |
| vienības | [Lsoln · Atm / molgāze] | [molgāze / Lsoln · Atm] | [atm · molsoln / molgāze] | bezizmēra |
| 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 |
| Viņš | 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 |
Kur:
- Lsoln ir litri šķīduma.
- caq ir gāzes moli litrā šķīduma.
- P ir daļējs spiediens gāzes virs šķīduma, parasti atmosfēras absolūtā spiedienā.
- xaq ir šķīdumā esošās gāzes mola daļa, kas ir aptuveni vienāda ar gāzes mola daudzumu uz ūdens mola.
- atm attiecas uz absolūtā spiediena atmosfērām.
Henrija likuma pielietojumi
Henrija likums ir tikai tuvinājums, kas piemērojams atšķaidītiem šķīdumiem. Jo vairāk sistēma atkāpjas no ideāliem risinājumiem ( tāpat kā ar jebkuru gāzes likumu), jo mazāk precīzs būs aprēķins. Kopumā Henrija likums darbojas vislabāk, ja izšķīdinātā viela un šķīdinātājs ir ķīmiski līdzīgi viens otram.
Henrija likums tiek izmantots praktiskos pielietojumos. Piemēram, to izmanto, lai noteiktu izšķīdušā skābekļa un slāpekļa daudzumu ūdenslīdēju asinīs, lai palīdzētu noteikt dekompresijas slimības (līkumi) risku.
Atsauce uz KH vērtībām
Francis L. Smits un Allans H. Hārvijs (septembris 2007), "Izvairieties no kopīgām kļūdām, izmantojot Henrija likumu", "Ķīmiskās inženierijas progress" (CEP), lpp. 33-39