Problem s primjerom Henryjevog zakona

Henryjev zakon je a zakon o plinu formulirao je britanski kemičar William Henry 1803. godine. Zakon kaže da je pri konstantnoj temperaturi količina otopljenog plina u volumenu određene tekućine izravno proporcionalna parcijalnom tlaku plina u ravnoteža s tekućinom. Drugim riječima, količina otopljenog plina izravno je proporcionalna parcijalnom tlaku njegove plinske faze. Zakon sadrži faktor proporcionalnosti koji se naziva Henryjevim zakonom konstanta.

Ovaj primjer problema pokazuje kako se upotrebljava Henryjev zakon za izračunavanje koncentracije plina u otopini pod pritiskom.

Problem s Henryjevim pravom

Koliko grama plina ugljičnog dioksida otopi se u boci od 1 L gazirane vode ako proizvođač koristi tlak od 2,4 atm pri postupku punjenja na 25 ° C? S obzirom: KH CO2 u vodi = 29,76 atm / (mol / L) pri 25 ° C otopini. Kad se plin otopi u tekućini, koncentracije će s vremenom dostići ravnotežu između izvora plina i otopine. Henryjev zakon pokazuje da je koncentracija topljenog plina u otopini izravno proporcionalna parcijalnom tlaku plina nad otopinom. P = KHC gdje je: P parcijalni tlak plina iznad otopine. KH je Henryjeva konstanta zakona za rješenje. C je koncentracija otopljenog plina u otopini. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / L) C = 0,08 mola / LS obzirom da imamo samo 1 L vode, imamo 0,08 mola CO.

Pretvori molove u grame:

masa od 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 g

Sadrži 3,52 g CO2 rastvoren u bočici od 1 L gazirane vode proizvođača.

Prije nego što se otvori limenka soda, gotovo sav plin iznad tekućine je ugljični dioksid. Kad se spremnik otvori, plin izlazi, snižavajući parcijalni tlak ugljičnog dioksida i omogućujući otopljenom plinu da izađe iz otopine. Zbog toga je soda jeza.

Ostali oblici Henryjevog zakona

Formula Henryjevog zakona može biti napisana na druge načine kako bi se omogućili jednostavni proračuni pomoću različitih jedinica, posebno KH. Ovdje su neke uobičajene konstante za plinove u vodi s 298 K i primjenjivi oblici Henryjeva zakona:

Jednadžba KH = P / C KH = C / P KH = P / x KH = Cvod / Cplin
jedinice [Lotop · Atm / molplin] [molplin / Lotop · Atm [atm · molotop / molplin] bezdimenzijski
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
On 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

Gdje:

  • Lotop je litra otopine.
  • cvod je molova plina po litri otopine.
  • P je djelomičan pritisak plina iznad otopine, obično u atmosferskom apsolutnom tlaku.
  • xvod je udio plina u otopini, koji je približno jednak molovima plina po molovima vode.
  • atm se odnosi na atmosferu apsolutnog tlaka.

Primjene Henryjevog zakona

Henryjev zakon samo je aproksimacija koja se primjenjuje na razrijeđena rješenja. Što dalje sustav odstupa od idealnih rješenja ( kao i bilo koji zakon o plinu), to će izračun biti manje točan. Općenito, Henryjev zakon najbolje djeluje kada su topljeni i otapala kemijski slični jedni drugima.

Henryjev zakon koristi se u praktičnim primjenama. Primjerice, on se koristi za određivanje količine otopljenog kisika i dušika u krvi ronioca kako bi se utvrdio rizik od dekompresijske bolesti (zavoji).

Uputa za KH vrijednosti

Francis L. Smith i Allan H. Harvey (rujna 2007), "Izbjegavajte uobičajene zamke kada se koristi Henryjev zakon", "Napredak kemijskog inženjerstva" (CEP), pp. 33-39