HENRYS LOV: LIGNING, AVVIK, ANVENDELSER - KJEMI - 2026

Den Henry 's lov fastslår at ved konstant temperatur, mengden av oppløst gass i en væske, er direkte proporsjonal med dens partialtrykk på overflaten av væsken.

Det ble postulert i 1803 av den engelske fysikeren og kjemikeren William Henry. Hans lov kan også tolkes på denne måten: hvis trykket på væsken økes, desto større blir mengden gass som er oppløst i den.

Her blir gassen betraktet som løsningen av løsningen. I motsetning til fast stoff, har temperatur en negativ effekt på løseligheten. Når temperaturen øker, har gassen en tendens til å lettere slippe ut fra væsken mot overflaten.

Dette skyldes det faktum at økningen i temperatur bidrar med energi til gassformede molekyler, som kolliderer med hverandre for å danne bobler (øvre bilde). Disse boblene overvinner deretter det ytre trykket og slipper ut fra væskens bihule.

Hvis det ytre trykket er veldig høyt, og væsken holdes kald, vil boblene løse seg opp, og bare noen få gassformede molekyler vil "sveve" på overflaten.

Henrys lovligning

Det kan uttrykkes ved følgende ligning:

P = K _H ∙ C

Hvor P er delstrykket til den oppløste gassen; C er gasskonsentrasjonen; og K _H er Henrys konstante.

Det er nødvendig å forstå at delstrykket til en gass er det som utøves individuelt av en art fra resten av den totale gassblandingen. Og det totale presset er ikke mer enn summen av alle deltrykkene (Daltons lov):

P _Totalt = P ₁ + P ₂ + P ₃ +… + P _n

Antallet gassformige arter som utgjør blandingen er representert med n. For eksempel, hvis det er vanndamp og CO ₂ på overflaten av en væske , er n lik 2.

Avvik

For gasser som er dårlig løselige i væsker, er løsningen nær ideell, i samsvar med Henrys lov for oppløsningen.

Når trykket er høyt, er det imidlertid et avvik med hensyn til Henry, fordi løsningen slutter å oppføre seg som en ideell fortynning.

Hva betyr det? At interaksjoner med løst-løst og løs-løsningsmiddel begynner å ha sine egne effekter. Når løsningen er veldig fortynnet, er gassmolekylene "utelukkende" omgitt av løsningsmiddel, og neglisjerer eventuelle møter mellom seg.

Derfor, når løsningen ikke lenger er ideelt utvannet, observeres tapet av lineær oppførsel i grafen P _i vs X _i .

Avslutningsvis til dette aspektet: Henrys lov bestemmer dampet til et løst stoff i en ideell fortynnet løsning. For løsningsmidlet gjelder Raoults lov:

P _A = X _A ∙ P _A ^*

Løselighet av en gass i væsken

Når en gass er godt oppløst i en væske, som sukker i vann, kan den ikke skilles fra omgivelsene, og danner således en homogen løsning. Med andre ord: ingen bobler blir observert i væsken (eller sukkerkrystaller).

Imidlertid avhenger effektiv solvasjon av gassformede molekyler av noen variabler som: temperaturen på væsken, trykket som påvirker den, og den kjemiske naturen til disse molekylene sammenlignet med væskens.

Hvis det ytre trykket er veldig høyt, øker sjansen for at gass trenger gjennom væskeoverflaten. Og på den annen side har oppløste gassformede molekyler det vanskeligere å overvinne hendelsestrykket for å flykte til utsiden.

Hvis væske-gasssystemet er under omrøring (som i sjøen og i luftpumpene inne i fisketanken), er absorpsjonen av gass foretrukket.

Og hvordan påvirker løsningsmidlets natur absorpsjonen av en gass? Hvis dette er polært, som vann, vil det vise affinitet for polare oppløste stoffer, det vil si for de gassene som har et permanent dipoløyeblikk. Mens det er apolært, for eksempel hydrokarboner eller fett, vil det foretrekke apolare gassformede molekyler

For eksempel, ammoniakk (NH ₃ ) er et meget oppløselig gass i vann på grunn av hydrogenbindingsinteraksjoner. Mens hydrogen (H ₂ ), hvis lille molekyl er apolar, samvirker svakt med vann.

Avhengig av tilstanden til gassabsorpsjonsprosessen i væsken, kan følgende tilstander etableres i dem:

umettet

Væsken er umettet når den er i stand til å løse opp mer gass. Dette er fordi det ytre trykket er større enn væskens indre trykk.

mettet

Væsken etablerer en likevekt i gassens løselighet, noe som betyr at gassen slipper ut med samme hastighet som den kommer inn i væsken.

Det kan også sees på følgende måte: hvis tre gassformige molekyler slipper ut i luften, vil ytterligere tre komme tilbake til væsken samtidig.

eksponert

Væsken er overmettet med gass når det indre trykket er høyere enn det ytre trykket. Og med en minimal endring i systemet vil det frigjøre overflødig oppløst gass til likevekten er gjenopprettet.

applikasjoner

- Henrys lov kan brukes for å beregne absorpsjonen av inerte gasser (nitrogen, helium, argon, etc.) i de forskjellige vevene i menneskekroppen, og som sammen med Haldanes teori er grunnlaget for tabellene dekompresjon.

- En viktig anvendelse er metning av gass i blodet. Når blod er umettet, løses gassen opp i det, til det blir mettet og slutter å oppløse mer. Når dette skjer, passerer gassen oppløst i blodet i luften.

- Forgassing av brus er et eksempel på Henrys lov som ble anvendt. Brus har CO ₂ løst opp under høyt trykk, og opprettholder dermed hver av de kombinerte komponentene som utgjør den; og i tillegg beholder den den karakteristiske smaken mye lenger.

Når brusflasken er ikke lukket, synker trykket på toppen av væsken, og frigjør trykket umiddelbart.

Fordi trykket på væsken nå er lavere, synker løseligheten av CO _2, og den slipper ut i omgivelsene (det kan merkes i økningen av boblene fra bunnen).

- Når en dykker synker ned til større dyp, kan ikke det inhalerte nitrogenet slippe ut fordi det ytre trykket forhindrer det, oppløses i individets blod.

Når dykkeren stiger raskt til overflaten, der det ytre trykket synker igjen, begynner nitrogen å boble i blodet.

Dette forårsaker det som kalles dekompresjonssykdom. Det er av denne grunn at dykkere er nødt til å stige sakte opp, slik at nitrogen slipper ut mer fra blodet.

- Studie av effektene av reduksjonen i molekylært oksygen (O ₂ ) oppløst i blodet og vevene til fjellklatrere eller utøvere av aktiviteter som involverer langvarig opphold i store høyder, så vel som hos innbyggerne på ganske høye steder.

- Forskning og forbedring av metodene som brukes for å unngå naturkatastrofer som kan være forårsaket av tilstedeværelsen av gasser oppløst i store vannmasser som kan frigis voldsomt.

eksempler

Henrys lov gjelder bare når molekylene er i likevekt. Her er noen eksempler:

- Ved oppløsningen av oksygen (O ₂ ) i blodvæsken anses dette molekylet som dårlig oppløselig i vann, selv om dets løselighet øker betraktelig på grunn av det høye innholdet av hemoglobin i det. Dermed kan hvert hemoglobinmolekyl binde seg til fire oksygenmolekyler som frigjøres i vevet som skal brukes i metabolismen.

- I 1986 ble det registrert en tykk sky av karbondioksid som plutselig ble utvist fra Nyosjøen (som ligger i Kamerun), og kvalt omtrent 1700 mennesker og et stort antall dyr, noe som ble forklart med denne loven.

- Løseligheten som en gitt gass manifesterer seg i en flytende art, har en tendens til å øke når trykket på nevnte gass øker, selv om det ved høye trykk er visse unntak, for eksempel nitrogenmolekyler (N ₂ ).

- Henrys lov gjelder ikke når det er en kjemisk reaksjon mellom stoffet som fungerer som et oppløst stoff og det som fungerer som et løsningsmiddel; slik er tilfellet med elektrolytter, så som saltsyre (HCl).

referanser

1. Crockford, HD, ridder Samuel B. (1974). Grunnleggende om fysisk kjemi. (6. utg.). Redaksjonell CECSA, Mexico. S 111-119.
2. Redaksjonen av Encyclopaedia Britannica. (2018). Henrys lov. Hentet 10. mai 2018, fra: britannica.com
3. Byju tallet. (2018). Hva er Henrys lov? Hentet 10. mai 2018, fra: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henrys lov Hentet 10. mai 2018, fra: leisurepro.com
5. Annenberg Foundation. (2017). Avsnitt 7: Henrys lov. Hentet 10. mai 2018, fra: elev.org
6. Monica Gonzalez. (25. april 2011). Henrys lov. Hentet 10. mai 2018, fra: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles. (24. juli 2009). Dykker. . Hentet 10. mai 2018, fra: flickr.com