×
Henry se wet

Henry se wet stel dat vir 'n voldoende verdunde oplossing wat nie ideaal is nie 'n eweredigheid bestaan tussen die konsentrasie van die opgeloste stof en sy parsiële dampdruk in ewewig bo die, gewoonlik waterige, oplossing. In hierdie verdunde gebied bly Raoult se wet geldig vir die oplosmiddel. Die groot verskil tussen die twee wette is dat die eweredigheidskonstante vir Raoult se wet gelyk is aan die dampdruk van die suiwere komponent. Vir Henry se wet wyk dit daarvan af en moet dit apart deur meting bepaal word.

Die rooi lyn gee Henry se wet, die blou ene die dampdruk wat afwyk van die regte lyne van Raoult se wet (in groen)

Inhoud

Die eweredigheidskonstante word Henry se konstante genoem en dit kan uitgedruk word as:

k H = c A p A {\displaystyle k_{H}={\frac {c_{A}}{p_{A}}}}

Waar:

  • k H {\displaystyle k_{H}} = Henry se konstante. Dit word in literatuur verkry en word gewoonlik gegee by 25 grade C of 298.15 K. Die eenhede is dikwels mol/(L•atm)
  • c A {\displaystyle c_{A}} = konsentrasie van die spesie A in die oplossing. Die eenhede hang af van die eenhede van k H {\displaystyle k_{H}} . Gewoonlik is die eenhede in molariteit of mol/liter.
  • p A {\displaystyle p_{A}} = Dampdruk van spesie A in die gasmengsel bokant die wateroppervlak. Die eenhede van die dampdruk hang af van die eenhede van k H {\displaystyle k_{H}} .

Gewoonlik word vir die konsentrasie die molariteit in [mol/L] geneem en die druk uitgedruk in [atm], maar baie andere kombinasies is moontlik. Die konsentrasie kan ook in molariteit [mol/kg] of molêre fraksie [dimensiloos] en die druk in bar, Pascal of torr uitgedruk word.

Dalton se wet bepaal dat:

p A = x A P t o t a a l {\displaystyle p_{A}=x_{A}P_{totaal}}

Waar:

  • p A {\displaystyle p_{A}} = Dampdruk van spesie A in die gasmengsel bokant die wateroppervlak.
  • x A {\displaystyle x_{A}} = Molfraksie van spesie A in die gasmengsel.
  • P t o t a a l {\displaystyle P_{totaal}} = Druk van die gasmengsel bokant die wateroppervlak.

Dus is:

c A = p A H = x A P t o t a a l H {\displaystyle c_{A}=p_{A}H=x_{A}P_{totaal}H}

Alternatiewe definisie

Die definisie hierbo is ook nie die enigste moontlike nie. Dit kan ook as basis van die gaskonsentrasie pleks die dampdruk gegee word.

k H c c = c A o p l . c A g a s = k H R T {\displaystyle k_{H}^{cc}={\frac {c_{A}^{opl.}}{c_{A}^{gas}}}=k_{H}*RT}

waarin R=die gaskonstante en T=temperatuur (in Kelvin)

Soms word die definisie ook omgedraai om die vlugtigheid pleks die oplosbaarheid van die opgeloste stof te benadruk. Gewoonlik word die molfraksie hier gebruik om die konsentrasie uit te druk

k H i n v = P A c A = ρ H 2 O M H 2 O k H {\displaystyle k_{H}^{inv}={\frac {P_{A}}{c_{A}}}={\frac {\rho _{H_{2}O}}{M_{H_{2}O}*k_{H}}}}

Dié konversie benodig die digtheid en die molêre massa van water.

Die oplosbaarheid in die verdunde gebied is afhanklik van die temperatuur volgens:

d l n k H d ( 1 / T ) = Δ o p l H R {\displaystyle {\frac {-dlnk_{H}}{d(1/T)}}={\frac {\Delta _{opl}H}{R}}}

waarin ΔoplH die oplossingsentalpie voorstel.

In geïntegreerde vorm is hierdie uitdrukking:

k H ( T 2 ) = k H ( T 1 ) e x p [ Δ o p l H R ( 1 T 2 1 T 1 ) ] {\displaystyle k_{H}(T_{2})=k_{H}(T_{1})*exp\left[{\frac {\Delta _{opl}H}{R}}\left({{\frac {1}{T_{2}}}-{\frac {1}{T_{1}}}}\right)\right]}

Omdat Henry-konstantes gewoonlik gegee word by 25 grade C (298.15 K) moet bogenoemde formule gebruik word om die Henry-konstante om te skakel na die vloeistoftemperatuur.

Soort los soort op. Dus polêre gasse los baie beter op in polêre vloeistowwe en nie-polêre gasse los baie beter op in nie-polêre vloeistowwe.

Byvoorbeeld, watter molekules hieronder sal die beste in water oplosː

  • Waterstof (H2)
  • Koolstofdioksied (CO2)
  • Swaeldioksied (SO2)

Water (H2O) is 'n polêre molekule, dus sal polêre molekules die beste daarin oplos.

H2 is nie polêr nie en daarom is die oplosbaarheid laag. CO2 is polêr, maar nie so sterk polêr soos SO2 nie. Daarom sal SO2 die beste in water oplos.

Hierdie kan ook gesien word uit die Henry-konstantes (kH) van die drie molekules. Waterstof se Henry-konstante is laag en swaeldioksied se Henry-konstante is die hoogsteː

  • kH, H2 = 0.00078 mol/(atm.L)
  • kH, CO2 = 0.0345 mol/(atm.L)
  • kH, SO2 = 1.2 mol/(atm.L)

Suurstof in water

Suurstofkonsentrasie in water Henry konstantes 1.27 [mmol/atmL] en 1650 K

Henry se wet beskryf die suurstofgehalte in riviere en oseane. Die konstante se waarde vir suurstof (25 °C) is ongeveer k H = 1.27 m m o l L a t m {\displaystyle k_{H}=1.27{\frac {mmol}{L*atm}}} en vir die temperatuurafhanklikheid ongeveer Δ o p l H R = 1650 K {\displaystyle {\frac {\Delta _{opl}H}{R}}=1650K} .

As daar ongeveer 20% suurstof in lug is en die lugdruk is 1 atm dan is die parsiële druk van suurstof in die lug volgens Dalton se wet die volgende:

p A = x A P t o t a a l = 0.2 × 1 = 0.2 a t m {\displaystyle p_{A}=x_{A}P_{totaal}=0.2\times 1=0.2\ atm}

Volgens Henry se wet is die ewewigskonsentrasie van suurstof in die water dus:

c A = k H × p A = 1.27 × 0.2 = 0.254 m m o l / L {\displaystyle c_{A}=k_{H}\times p_{A}=1.27\times 0.2=0.254\ mmol/L}
0.254 m m o l / L × 32 m g / m m o l = 8.1 m g / L {\displaystyle 0.254\ mmol/L\times 32\ mg/mmol=8.1\ mg/L}

Dit verteenwoordig die maksimum by hierdie temperatuur. In riviere, mere ens. is diffusie uit die atmosfeer egter slegs een van drie faktore wat suurstof kan oplos. Die ander twee is wind- en golfaksie en die fotosintese deur plante en fitoplankton. Die konsentrasie sal laer wees in stilstaande water veral snags as die plante suurstof verbruik pleks van dit te produseer.

Die minimum gesonde suurstofkonsentrasie vir visse is ongeveer 5 mg/L. Konsentrasies laer dan 4 mg/L is skadelik. By konsentrasies van 2 mg/L sal visse poog om lug te hap en vrek dan.

By hoër temperature word die situasie vinnig problematies. Die ewewigskonsentrasie bereik die 5 mg/L grens by ongeveer 53 °C en is net 3,4 mg/L by 80 °C. Termiese besoedeling kan daarom maklik tot vissterfte lei.

Dekompressiesiekte

Henry se wet is vir duikers 'n belangrike saak. Aangesien duikers onder 'n verhoogde druk asemhaal, is die hoeveelheid stikstof wat oplos in die bloed en die weefsels hoër as normaal. Indien hulle vinnig terugkeer na die oppervlak sal die oorskot uit oplossing kom en klein borrels vorm in die bloedvate, gewrigte en die brein. Dit gee aanleiding tot dekompressiesiekte.

Die volgende Henry-konstantes is geneem van Rolf Sander:

Stof k H [ m o l a t m L ] {\displaystyle k_{H}\left[{\frac {mol}{atm*L}}\right]} (by 25 °C of 298.15 K) Δ o p l H R {\displaystyle {\frac {\Delta _{opl}H}{R}}}
H2 0.00078 500
O2 0.00127 1700
CO2 0.0345 2400
CO 0.000909 1300
CH4 0.00134 1800
C2H6 0.0019 2350
C3H8 0.00145 2700
C4H10 0.0011 3100
C6H14 0.0007 7500
C7H16 0.0019 -3550
Ar 0.00141 1300
N2 0.000625 1300
H2O2 92000
NH3 55
HNO2 49
Cl2 0.082
SO2 1.2
He 0.000375 230
CH3OH 220
  1. Peter Atkins, Julio de Paula Physical Chemistry 10th ed., 2014, ISBN 978-1-4292-9019-7, bls 188
  2. (in Engels).
  3. André Coetzee Beginsels van narkose vir die voorgraadse student, 2012, ISBN 978-1920338-27-5
  4. (PDF) (in Engels). Geargiveer vanaf (PDF) op 24 Januarie 2016. Besoek op17 Januarie 2016.

Publikasie datum: September 26, 2021

henry, stel, voldoende, verdunde, oplossing, ideaal, eweredigheid, bestaan, tussen, konsentrasie, opgeloste, stof, parsiële, dampdruk, ewewig, gewoonlik, waterige, oplossing, hierdie, verdunde, gebied, raoult, geldig, oplosmiddel, groot, verskil, tussen, twee,. Henry se wet stel dat vir n voldoende verdunde oplossing wat nie ideaal is nie n eweredigheid bestaan tussen die konsentrasie van die opgeloste stof en sy parsiele dampdruk in ewewig bo die gewoonlik waterige oplossing In hierdie verdunde gebied bly Raoult se wet geldig vir die oplosmiddel Die groot verskil tussen die twee wette is dat die eweredigheidskonstante vir Raoult se wet gelyk is aan die dampdruk van die suiwere komponent Vir Henry se wet wyk dit daarvan af en moet dit apart deur meting bepaal word 1 Die rooi lyn gee Henry se wet die blou ene die dampdruk wat afwyk van die regte lyne van Raoult se wet in groen Inhoud 1 Definisies 2 Afhanklikheid van die temperatuur 3 Polere en nie polere gasse 4 Toepassings 4 1 Suurstof in water 4 2 Dekompressiesiekte 5 Literatuur 6 VerwysingsDefinisies WysigDie eweredigheidskonstante word Henry se konstante genoem en dit kan uitgedruk word as k H c A p A displaystyle k H frac c A p A dd Waar k H displaystyle k H Henry se konstante Dit word in literatuur verkry en word gewoonlik gegee by 25 grade C of 298 15 K Die eenhede is dikwels mol L atm c A displaystyle c A konsentrasie van die spesie A in die oplossing Die eenhede hang af van die eenhede van k H displaystyle k H Gewoonlik is die eenhede in molariteit of mol liter p A displaystyle p A Dampdruk van spesie A in die gasmengsel bokant die wateroppervlak Die eenhede van die dampdruk hang af van die eenhede van k H displaystyle k H Gewoonlik word vir die konsentrasie die molariteit in mol L geneem en die druk uitgedruk in atm maar baie andere kombinasies is moontlik Die konsentrasie kan ook in molariteit mol kg of molere fraksie dimensiloos en die druk in bar Pascal of torr uitgedruk word Dalton se wet bepaal dat p A x A P t o t a a l displaystyle p A x A P totaal dd Waar p A displaystyle p A Dampdruk van spesie A in die gasmengsel bokant die wateroppervlak x A displaystyle x A Molfraksie van spesie A in die gasmengsel P t o t a a l displaystyle P totaal Druk van die gasmengsel bokant die wateroppervlak Dus is c A p A H x A P t o t a a l H displaystyle c A p A H x A P totaal H dd Alternatiewe definisie Die definisie hierbo is ook nie die enigste moontlike nie Dit kan ook as basis van die gaskonsentrasie pleks die dampdruk gegee word k H c c c A o p l c A g a s k H R T displaystyle k H cc frac c A opl c A gas k H RT dd waarin R die gaskonstante en T temperatuur in Kelvin Soms word die definisie ook omgedraai om die vlugtigheid pleks die oplosbaarheid van die opgeloste stof te benadruk Gewoonlik word die molfraksie hier gebruik om die konsentrasie uit te druk k H i n v P A c A r H 2 O M H 2 O k H displaystyle k H inv frac P A c A frac rho H 2 O M H 2 O k H dd Die konversie benodig die digtheid en die molere massa van water Afhanklikheid van die temperatuur WysigDie oplosbaarheid in die verdunde gebied is afhanklik van die temperatuur volgens d l n k H d 1 T D o p l H R displaystyle frac dlnk H d 1 T frac Delta opl H R dd waarin DoplH die oplossingsentalpie voorstel In geintegreerde vorm is hierdie uitdrukking k H T 2 k H T 1 e x p D o p l H R 1 T 2 1 T 1 displaystyle k H T 2 k H T 1 exp left frac Delta opl H R left frac 1 T 2 frac 1 T 1 right right dd Omdat Henry konstantes gewoonlik gegee word by 25 grade C 298 15 K moet bogenoemde formule gebruik word om die Henry konstante om te skakel na die vloeistoftemperatuur Polere en nie polere gasse WysigSoort los soort op Dus polere gasse los baie beter op in polere vloeistowwe en nie polere gasse los baie beter op in nie polere vloeistowwe Byvoorbeeld watter molekules hieronder sal die beste in water oplosː Waterstof H2 Koolstofdioksied CO2 Swaeldioksied SO2 Water H2O is n polere molekule dus sal polere molekules die beste daarin oplos H2 is nie poler nie en daarom is die oplosbaarheid laag CO2 is poler maar nie so sterk poler soos SO2 nie Daarom sal SO2 die beste in water oplos Hierdie kan ook gesien word uit die Henry konstantes kH van die drie molekules Waterstof se Henry konstante is laag en swaeldioksied se Henry konstante is die hoogsteː kH H2 0 00078 mol atm L kH CO2 0 0345 mol atm L kH SO2 1 2 mol atm L Toepassings WysigSuurstof in water Wysig Suurstofkonsentrasie in water Henry konstantes 1 27 mmol atmL en 1650 K Henry se wet beskryf die suurstofgehalte in riviere en oseane Die konstante se waarde vir suurstof 25 C is ongeveer k H 1 27 m m o l L a t m displaystyle k H 1 27 frac mmol L atm en vir die temperatuurafhanklikheid ongeveer D o p l H R 1650 K displaystyle frac Delta opl H R 1650K As daar ongeveer 20 suurstof in lug is en die lugdruk is 1 atm dan is die parsiele druk van suurstof in die lug volgens Dalton se wet die volgende p A x A P t o t a a l 0 2 1 0 2 a t m displaystyle p A x A P totaal 0 2 times 1 0 2 atm dd Volgens Henry se wet is die ewewigskonsentrasie van suurstof in die water dus c A k H p A 1 27 0 2 0 254 m m o l L displaystyle c A k H times p A 1 27 times 0 2 0 254 mmol L dd 0 254 m m o l L 32 m g m m o l 8 1 m g L displaystyle 0 254 mmol L times 32 mg mmol 8 1 mg L dd Dit verteenwoordig die maksimum by hierdie temperatuur In riviere mere ens is diffusie uit die atmosfeer egter slegs een van drie faktore wat suurstof kan oplos Die ander twee is wind en golfaksie en die fotosintese deur plante en fitoplankton Die konsentrasie sal laer wees in stilstaande water veral snags as die plante suurstof verbruik pleks van dit te produseer Die minimum gesonde suurstofkonsentrasie vir visse is ongeveer 5 mg L 2 Konsentrasies laer dan 4 mg L is skadelik By konsentrasies van 2 mg L sal visse poog om lug te hap en vrek dan By hoer temperature word die situasie vinnig problematies Die ewewigskonsentrasie bereik die 5 mg L grens by ongeveer 53 C en is net 3 4 mg L by 80 C Termiese besoedeling kan daarom maklik tot vissterfte lei Dekompressiesiekte Wysig Henry se wet is vir duikers n belangrike saak Aangesien duikers onder n verhoogde druk asemhaal is die hoeveelheid stikstof wat oplos in die bloed en die weefsels hoer as normaal Indien hulle vinnig terugkeer na die oppervlak sal die oorskot uit oplossing kom en klein borrels vorm in die bloedvate gewrigte en die brein Dit gee aanleiding tot dekompressiesiekte 3 Literatuur WysigDie volgende Henry konstantes is geneem van Rolf Sander 4 Stof k H m o l a t m L displaystyle k H left frac mol atm L right by 25 C of 298 15 K D o p l H R displaystyle frac Delta opl H R H2 0 00078 500O2 0 00127 1700CO2 0 0345 2400CO 0 000909 1300CH4 0 00134 1800C2H6 0 0019 2350C3H8 0 00145 2700C4H10 0 0011 3100C6H14 0 0007 7500C7H16 0 0019 3550Ar 0 00141 1300N2 0 000625 1300H2O2 92000NH3 55HNO2 49Cl2 0 082SO2 1 2He 0 000375 230CH3OH 220Verwysings Wysig Peter Atkins Julio de Paula Physical Chemistry 10th ed 2014 ISBN 978 1 4292 9019 7 bls 188 Ruth Francis Floyd Dissolved Oxygen for Fish Production U Florida in Engels Andre Coetzee Beginsels van narkose vir die voorgraadse student 2012 ISBN 978 1920338 27 5 Rolf Sander Compilation of Henry s Law Constants for Inorganic and Organic Species of Potential Importance in Environmental Chemistry 1999 PDF in Engels Geargiveer vanaf die oorspronklike PDF op 24 Januarie 2016 Besoek op 17 Januarie 2016 Ontsluit van https af wikipedia org w index php title Henry se wet amp ol,