Henrija vienādojuma likums, novirze, lietojumprogrammas

The Henrija likums konstatē, ka nemainīgā temperatūrā šķidrumā izšķīdušās gāzes daudzums ir tieši proporcionāls tā daļējam spiedienam uz šķidruma virsmu..

To 1803. gadā postulēja angļu fiziķis un ķīmiķis Viljams Henrijs. Tās tiesību aktus var interpretēt arī šādi: ja palielinās spiediens uz šķidrumu, jo lielāks ir tajā izšķīdušās gāzes daudzums.

Šeit gāze tiek uzskatīta par šķīduma šķīdinātāju. Atšķirībā no cietā šķīdinātāja, temperatūrai ir negatīva ietekme uz tā šķīdību. Tādējādi, paaugstinoties temperatūrai, gāze vieglāk izplūst no šķidruma virsmas.

Tas ir tāpēc, ka temperatūras pieaugums nodrošina enerģiju gāzveida molekulām, kas saduras viens ar otru, veidojot burbuļus (augšējais attēls). Tad šie burbuļi pārvar ārējo spiedienu un izplūst no šķidruma.

Ja ārējais spiediens ir ļoti augsts un šķidrums paliek vēss, burbuļi tiks izšķīdināti un tikai dažas gāzveida molekulas "vajā" virsmu.

Indekss

• 1 Henrija likuma vienādojums
• 2 Novirze
• 3 Gāzes šķīdība šķidrumā
  • 3.1 Nepiesātinātie
  • 3.2 Piesātināts
  • 3.3 Pārāk piesātināts
• 4 Pieteikumi
• 5 Piemēri
• 6 Atsauces 

Henrija likuma vienādojums

To var izteikt ar šādu vienādojumu:

P = K_H∙ C

Kur P ir izšķīdušās gāzes daļējais spiediens; C ir gāzes koncentrācija; un K_H tas ir Henrija nemainīgs.

Ir jāsaprot, ka gāzes daļējais spiediens ir tāds, kas individuāli izmanto pārējo kopējā gāzes maisījuma veidu. Un kopējais spiediens nav lielāks par visu daļējo spiedienu summu (Daltona likums):

P_Kopā= P₁ + P₂ + P₃+... + P_n

Gāzveida sugu skaitu, kas veido maisījumu, pārstāv n. Piemēram, ja šķidruma virsmā ir ūdens tvaiks un CO₂, n ir vienāds ar 2.

Novirze

Šķidrumos slikti šķīstošām gāzēm šķīdums ir ideāli atbilstīgs Henrija likumam attiecībā uz šķīdinātāju.

Tomēr, kad spiediens ir augsts, rodas novirze no Henrija, jo šķīdums pārtrauc darboties kā ideāli atšķaidīts.

Ko tas nozīmē? Šķīdinātā šķīdinātāja un šķīdinātāja mijiedarbības sākas ar savu ietekmi. Ja šķīdums ir ļoti atšķaidīts, gāzu molekulas "tikai" ieskauj šķīdinātājs, nicinot iespējamās saskarsmes savā starpā..

Tāpēc, ja šķīdums tiek pārtraukts ideāli atšķaidīts, tiek novērota lineārās uzvedības zudums P diagrammā_i pret X_i.

Noslēdzot šo aspektu: Henrija likums nosaka šķīdinātāja tvaika spiedienu ideālā atšķaidītā šķīdumā. Kaut arī par šķīdinātāju, piemēro Raoult likumu:

P_A = X_A∙ P_A^*

Gāzes šķīdība šķidrumā

Ja gāze ir labi izšķīdināta šķidrumā, tāpat kā cukurs ūdenī, to nevar atšķirt no vides, tādējādi veidojot viendabīgu šķīdumu. Citiem vārdiem sakot: šķidrumā (vai cukura kristālos) nav novēroti burbuļi.

Tomēr efektīva gāzveida molekulu solvācija ir atkarīga no dažiem mainīgajiem lielumiem, piemēram: šķidruma temperatūra, spiediens, kas to ietekmē, un šo molekulu ķīmiskā būtība salīdzinājumā ar šķidruma temperatūru..

Ja ārējais spiediens ir ļoti augsts, gāzes izplūdes iespējamība palielinās. Un, no otras puses, izšķīdušās gāzveida molekulas ir grūtāk pārvarēt negadījuma spiedienu, lai panāktu aizbēgšanu uz ārpusi.

Ja šķidruma gāzu sistēma ir sajaukta (kā tas notiek jūrā un gaisa sūkņos tvertnes iekšpusē), priekšroka tiek dota gāzes absorbcijai..

Un kā šķīdinātāja īpašības ietekmē gāzes absorbciju? Ja tas ir polārs, tāpat kā ūdens, tas parādīs afinitāti polārajiem šķīdinātājiem, tas ir, tām gāzēm, kurām ir pastāvīgs dipola moments. Kamēr tas nav polārs, piemēram, ogļūdeņraži vai tauki, tas dod priekšroku apolāriem gāzveida molekulām

Piemēram, amonjaks (NH₃) ir gāze, kas ūdenī ļoti labi šķīst ūdeņraža saitēm. Kamēr ūdeņradis (H₂), kura mazā molekula ir apolāra, mijiedarbojas ar ūdeni.

Atkarībā no gāzes absorbcijas procesa stāvokļa šķidrumā tajās var noteikt šādas valstis:

Nepiesātinātie

Šķidrums ir nepiesātināts, ja tas spēj izšķīdināt vairāk gāzes. Tas ir tāpēc, ka ārējais spiediens ir lielāks par šķidruma iekšējo spiedienu.

Piesātināts

Šķidrums rada līdzsvaru gāzes šķīdībā, kas nozīmē, ka gāze izplūst tādā pašā ātrumā, kādā tā nonāk šķidrumā..

To var redzēt arī šādi: ja gaisā izplūst trīs gāzes molekulas, trīs citi atgriezīsies tajā pašā laikā.

Pārāk piesātināts

Šķidrums ir pārpildīts ar gāzi, ja tā iekšējais spiediens ir lielāks nekā ārējais spiediens. Un pirms minimālās sistēmas izmaiņas, tā atbrīvos lieko izšķīdušo gāzi, līdz līdzsvars tiek atjaunots.

Programmas

- Henrija likumu var piemērot, lai aprēķinātu inertu gāzu (slāpekļa, hēlija, argona utt.) Absorbciju dažādos cilvēka ķermeņa audos, un ka kopā ar Haldane teoriju pamatojas uz tabulām. dekompresija.

- Svarīgs pielietojums ir gāzes piesātinājums asinīs. Kad asinis ir nepiesātinātas, gāze tajā izšķīst, līdz tā piesātinās un pārtrauc vairāk izšķīst. Kad tas notiek, izšķīdušā gāze asinīs nonāk gaisā.

- Bezalkoholisko dzērienu gazifikācija ir piemērs, ko piemēro Henrija likumam. Bezalkoholiskajiem dzērieniem ir CO₂ izšķīdina augstā spiedienā, tādējādi saglabājot katru no kombinētajiem komponentiem, kas to veido; un arī tas saglabā raksturīgo aromātu daudz ilgāk.

Kad sodas pudele ir atklāta, spiediens uz šķidrumu samazinās, atbrīvojot spiedienu uz vietas.

Tā kā spiediens uz šķidrumu tagad ir zemāks, CO šķīdība₂ tā nolaižas un aizbēg no atmosfēras (to var pamanīt burbuļu pacelšanās no apakšas).

- Tā kā nirējs nolaižas lielākos dziļumos, ieelpotais slāpeklis nevar izkļūt, jo ārējais spiediens to neļauj, izšķīdinot indivīda asinīs.

Kad nirējs ātri pacelsies uz virsmu, kur ārējais spiediens kļūst zemāks, slāpeklis sāk burbulēt asinīs.

Tas izraisa dekompresijas diskomfortu. Šī iemesla dēļ nirējiem ir pienākums pacelties lēni, lai slāpeklis izplūst lēnāk no asinīm.

- Molekulāro skābekļa efektu pētījums (O₂) izšķīdināts kalnu alpīnistu vai praktizētāju asinīs un audos, kas saistīti ar ilgstošu uzturēšanos lielos augstumos, kā arī diezgan augstās vietās dzīvojošajiem iedzīvotājiem..

- Izpētīt un uzlabot metodes, ko izmanto, lai izvairītos no dabas katastrofām, ko var izraisīt izšķīdušo gāzu klātbūtne milzīgos ūdenstilpēs, ko var smagi atbrīvot.

Piemēri

Henrija likums ir piemērojams tikai tad, ja molekulas ir līdzsvarā. Šeit ir daži piemēri:

- Skābekļa šķīdumā (O₂) asinsritē šī molekula tiek uzskatīta par vāji šķīstošu ūdenī, lai gan tās šķīdība ievērojami palielinās, jo tajā ir augsts hemoglobīna saturs. Tādējādi katra hemoglobīna molekula var saistīties ar četrām skābekļa molekulām, kas izdalās vielmaiņas procesā izmantotajos audos..

- 1986. gadā bija biezs oglekļa dioksīda mākonis, kas pēkšņi tika izraidīts no Nyos ezera (kas atrodas Kamerūnā), noslāpējot aptuveni 1700 cilvēku un lielu skaitu dzīvnieku, kas skaidrojams ar šo likumu..

- Šķīdība, ko dažu gāzu izdalīšanās šķidrās sugās parasti palielinās, palielinoties gāzes spiedienam, lai gan dažos augstos spiedienos ir daži izņēmumi, piemēram, slāpekļa molekulas (N₂).

- Henrija likums nav piemērojams, ja ir ķīmiska reakcija starp vielu, kas darbojas kā šķīdinātājs, un vielu, kas darbojas kā šķīdinātājs; Tāda ir elektrolītu, piemēram, sālsskābes (HCl), gadījumā..

Atsauces

1. Crockford, H.D., Knight Samuel B. (1974). Fizikāli ķīmijas pamati. (6. izdevums). Redakcija C.E.C.S.A., Meksika. P 111-119.
2. Encyclopaedia Britannica redaktori. (2018). Henrija likums. Saturs iegūts 2018. gada 10. maijā no: britannica.com
3. Byju ir (2018). Kas ir Henrija likums? Saturs saņemts 2018. gada 10. maijā no: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Henrija likums Saturs iegūts 2018. gada 10. maijā, no: leisurepro.com
5. Annenberg fonds. (2017). 7. sadaļa: Henrija likums. Saturs iegūts 2018. gada 10. maijā no: learner.org
6. Monica Gonzalez (2011. gada 25. aprīlis). Henrija likums. Saturs iegūts 2018. gada 10. maijā no: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles (2009. gada 24. jūlijs). Nirējs [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 10. maijā no: flickr.com