مثال قانون هنري

قانون هنري هو قانون الغاز وضعت من قبل الكيميائي البريطاني وليام هنري في عام 1803. ينص القانون على أنه عند درجة حرارة ثابتة ، تتناسب كمية الغاز المذاب في حجم سائل معين بشكل مباشر مع الضغط الجزئي للغاز في حالة توازن مع السائل. بمعنى آخر ، تتناسب كمية الغاز المذاب بشكل مباشر مع الضغط الجزئي لمرحلة الغاز. يحتوي القانون على عامل التناسب الذي يسمى قانون هنري الثابت.

يوضح هذا المثال كيفية استخدام قانون هنري لحساب تركيز الغاز في محلول تحت الضغط.

مشكلة قانون هنري

كم غراما من غاز ثاني أكسيد الكربون يذوب في زجاجة 1 لتر من المياه الغازية إذا كانت الشركة المصنعة تستخدم ضغط 2.4 atm في عملية تعبئة الزجاجات عند 25 درجة مئوية؟ بالنظر إلى: KH من CO2 في الماء = 29.76 atm / (mol / L) عند 25 ° CSolution عندما يذوب الغاز في سائل ، فإن التركيزات ستصل في النهاية إلى توازن بين مصدر الغاز والمحلول. يوضح قانون هنري أن تركيز الغاز المذاب في محلول يتناسب بشكل مباشر مع الضغط الجزئي للغاز على المحلول. P = KHC حيث: P هو الضغط الجزئي للغاز فوق المحلول. KH هو ثابت قانون هنري للحل. C هو تركيز الغاز المذاب في المحلول. C = P / KHC = 2.4 atm / 29.76 atm / (mol / L) C = 0.08 mol / LSince لدينا 1 لتر فقط من الماء ، ولدينا 0.08 مول من CO.

تحويل الشامات إلى غرام:

كتلة من 1 مول من CO2 = 12+ (16x2) = 12 + 32 = 44 جم

جم من CO2 = مول CO2 × (44 جم / مول) g من CO2 = 8.06 × 10-2 مول x 44 جم / مولغ من CO2 = 3.52 gAnswer

هناك 3.52 غرام من CO2 يذوب في زجاجة 1 لتر من المياه الغازية من الشركة المصنعة.

قبل فتح علبة الصودا ، يكون كل الغاز الموجود فوق السائل تقريباً نشبع. عندما يتم فتح الحاوية ، يهرب الغاز ، مما يقلل الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون ويسمح للغاز المذاب بالخروج من المحلول. هذا هو السبب في أن الصودا غريبة.

أشكال أخرى من قانون هنري

يمكن كتابة صيغة قانون هنري بطرق أخرى للسماح بإجراء عمليات حسابية سهلة باستخدام وحدات مختلفة ، خاصةً Kح. فيما يلي بعض الثوابت الشائعة للغازات في الماء عند 298 كلفن والأشكال السارية من قانون هنري:

معادلة كح = P / C كح = C / P كح = P / س كح = جaq / جغاز
وحدات [لامsoln · أجهزة الصراف الآلي / مولغاز] [مولغاز / لsoln · ماكينة الصراف الآلي] [atm · molsoln / مولغاز] بلا أبعاد
يا2 769.23 1.3 E-3 4.259 E4 3.180 E-2
ح2 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
ن2 1639.34 6.1 E-4 9.077 E4 1.492 E-2
هو 2702.7 3.7 E-4 14.97 E4 9.051 E-3
ني 2222.22 4.5 E-4 12.30 شرقًا 1.101 E-2
ع 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

أين:

  • لامsoln هو لتر من الحل.
  • جaq هو مولات الغاز لكل لتر من المحلول.
  • P جزئي الضغط من الغاز فوق الحل ، وعادة في الغلاف الجوي الضغط المطلق.
  • سaq هو جزء الخلد من الغاز في المحلول ، والذي يساوي تقريبًا مولات الغاز لكل مول من الماء.
  • يشير atm إلى أجواء الضغط المطلق.

تطبيقات قانون هنري

قانون هنري هو مجرد تقريب ينطبق على الحلول المخففة. كلما ابتعد النظام عن الحلول المثالية ( كما هو الحال مع أي قانون الغاز) ، وأقل دقة الحساب سيكون. بشكل عام ، يعمل قانون هنري بشكل أفضل عندما يكون المذيب والمذيب متشابهين كيميائيا مع بعضهما البعض.

يستخدم قانون هنري في التطبيقات العملية. على سبيل المثال ، يتم استخدامه لتحديد كمية الأوكسجين الذائب والنيتروجين في دم الغواصين للمساعدة في تحديد خطر الإصابة بمرض الضغط (الانحناءات).

مرجع لقيم KH

فرانسيس ل. سميث وألان H. هارفي (سبتمبر 2007) ، "تجنب المزالق الشائعة عند استخدام قانون هنري ،" "تقدم الهندسة الكيميائية" (CEP)، ص. 33-39