Undang-undang Henry Persamaan, Penyimpangan, Aplikasi

The Undang-undang Henry menetapkan bahawa pada suhu malar, jumlah gas yang dibubarkan dalam cecair adalah berkadar terus dengan tekanan separa pada permukaan cecair.

Ia telah dirumuskan pada tahun 1803 oleh ahli fizik dan ahli kimia Inggeris, William Henry. Undang-undangnya juga boleh ditafsirkan dengan cara ini: jika tekanan pada cecair meningkat, lebih besar jumlah gas yang dibubarkan di dalamnya.

Di sini gas dianggap sebagai penyelesaian larutan. Tidak seperti pelarut pepejal, suhu mempunyai kesan negatif terhadap kelarutannya. Oleh itu, apabila suhu meningkat, gas cenderung melarikan diri dari cecair lebih mudah ke arah permukaan.

Ini kerana peningkatan suhu memberi tenaga kepada molekul gas, yang bertabrakan antara satu sama lain untuk membentuk gelembung (imej atas). Kemudian, gelembung ini mengatasi tekanan luar dan melarikan diri dari cecair.

Sekiranya tekanan luar sangat tinggi, dan cecair tetap sejuk, gelembung akan diselesaikan dan hanya beberapa molekul gas akan "menghantui" permukaan.

Indeks

• 1 Persamaan undang-undang Henry
• 2 Penyimpangan
• 3 Keterlarutan gas dalam cecair
  • 3.1 tak tepu
  • 3.2 tepu
  • 3.3 Oversaturated
• 4 Aplikasi
• 5 Contoh
• 6 Rujukan 

Persamaan Undang-undang Henry

Ia boleh dinyatakan dengan persamaan berikut:

P = K_H∙ C

Di mana P ialah tekanan separa gas terlarut; C ialah kepekatan gas; dan K_H ia adalah pemalar Henry.

Ia perlu difahami bahawa tekanan separa gas adalah yang secara berasingan membentuk sejenis campuran gas keseluruhan. Dan jumlah tekanan tidak lebih daripada jumlah semua tekanan separa (Hukum Dalton):

P_Jumlah= P₁ + P₂ + P₃+... + P_n

Bilangan spesies gas yang membentuk campuran diwakili oleh n. Sebagai contoh, jika terdapat wap air dan CO pada permukaan cecair₂, n adalah sama dengan 2.

Penyimpangan

Bagi gas yang tidak larut dalam cecair, penyelesaian itu hampir sesuai dengan undang-undang Henry untuk pelarut.

Walau bagaimanapun, apabila tekanan yang tinggi, sisihan dari Henry berlaku, kerana penyelesaian berhenti berperilaku sebagai cair yang ideal.

Apa maksudnya? Bahawa interaksi solute-solute dan solute-pelarut mula mempunyai kesan sendiri. Apabila penyelesaiannya sangat dicairkan, molekul gas adalah "semata-mata" yang dikelilingi oleh pelarut, menghina kemungkinan pertemuan antara diri mereka.

Oleh itu, apabila larutan berhenti idealnya dicairkan, kehilangan tingkah laku linear dalam carta P diperhatikan_i vs x_i.

Sebagai kesimpulan untuk aspek ini: Undang-undang Henry menentukan tekanan wap larutan dalam larutan cair yang ideal. Semasa untuk pelarut, undang-undang Raoult berlaku:

P_A = X_A∙ P_A^*

Kelarutan gas dalam cecair

Apabila gas terlarut dengan baik dalam cecair, seperti gula di dalam air, ia tidak boleh dibezakan dari persekitaran, dengan itu membentuk penyelesaian homogen. Dalam erti kata lain: tidak ada gelembung yang diperhatikan dalam cecair (atau kristal gula).

Walau bagaimanapun, pelarasan efisien molekul gas bergantung kepada beberapa pembolehubah seperti: suhu cecair, tekanan yang mempengaruhinya, dan sifat kimia molekul-molekul ini berbanding dengan cecair.

Sekiranya tekanan luaran sangat tinggi, peluang gas menembusi permukaan peningkatan cecair. Dan sebaliknya, molekul gas terlarut lebih sukar untuk mengatasi tekanan insiden untuk melarikan diri ke luar.

Sekiranya sistem cecair gas berada di bawah pengadukan (seperti yang berlaku di laut dan di dalam pam udara di dalam tangki), penyerapan gas digemari.

Dan bagaimanakah sifat pelarut menjejaskan penyerapan gas? Jika ia adalah kutub, seperti air, ia akan menunjukkan pertalian bagi larutan kutub, iaitu, bagi gas-gas yang mempunyai momen dipol kekal. Walaupun jika ia bukan kutub, seperti hidrokarbon atau lemak, ia akan lebih memilih molekul gas apoptik

Sebagai contoh, ammonia (NH₃) adalah gas yang sangat larut dalam air kerana interaksi dengan ikatan hidrogen. Walaupun hidrogen itu (H₂), yang molekul kecil adalah apolar, berinteraksi lemah dengan air.

Juga, bergantung kepada keadaan proses penyerapan gas dalam cecair, negeri-negeri berikut boleh ditubuhkan di dalamnya:

Tak tepu

Cecair tidak tepu apabila ia dapat membubarkan lebih banyak gas. Ini kerana tekanan luaran lebih besar daripada tekanan dalaman cecair.

Tepu

Cecair ini mewujudkan keseimbangan dalam kelarutan gas, yang bermaksud bahawa gas itu melarikan diri pada kelajuan yang sama dengan mana ia menembusi ke dalam cecair.

Ia juga boleh dilihat seperti berikut: jika tiga molekul gas melarikan diri ke udara, tiga orang lain akan kembali ke cecair pada masa yang sama.

Oversaturated

Cecair adalah supersaturated dengan gas apabila tekanan dalamannya lebih tinggi daripada tekanan luaran. Dan, sebelum perubahan minimum dalam sistem, ia akan mengeluarkan lebihan gas terlarut sehingga keseimbangan dipulihkan.

Permohonan

- Undang-undang Henry boleh digunakan untuk mengira penyerapan gas lengai (nitrogen, helium, argon, dan lain-lain) dalam tisu-tisu yang berbeza dari tubuh manusia, dan itu bersama dengan teori Haldane adalah asas dari jadual penyahmampatan.

- Permohonan penting adalah tepu gas dalam darah. Apabila darah tidak tepu, gas akan larut di dalamnya, sehingga ia menembusi dan berhenti melarutkan lebih banyak. Apabila ini berlaku, gas terlarut dalam darah masuk ke udara.

- Penggenapan minuman ringan adalah contoh undang-undang Henry yang digunakan. Minuman ringan mempunyai CO₂ dibubarkan di bawah tekanan tinggi, dengan itu mengekalkan setiap komponen gabungan yang terdiri daripadanya; dan juga, ia mengekalkan rasa ciri untuk lebih lama.

Apabila botol soda ditemui, tekanan pada cecair berkurangan, melepaskan tekanan di tempat.

Kerana tekanan pada cecair kini lebih rendah, kelarutan CO₂ ia turun dan melarikan diri ke atmosfera (ia dapat dilihat pada pendakian gelembung dari bawah).

- Sebagai penyelam turun ke kedalaman yang lebih besar, nitrogen yang dihirup tidak dapat melarikan diri kerana tekanan luaran menghalangnya, melarutkan dalam darah individu.

Apabila penyelam cepat naik ke permukaan, di mana tekanan luaran menjadi lebih rendah, nitrogen akan mula melambung di dalam darah.

Ini menyebabkan apa yang dikenali sebagai ketidakselesaan dekompresi. Oleh itu, penyelam diperlukan untuk naik secara perlahan, sehingga nitrogen dapat melarikan diri lebih perlahan dari darah.

- Kajian kesan penurunan oksigen molekul (O₂) dibubarkan dalam darah dan tisu pendaki gunung atau pengamal aktiviti yang melibatkan peninggalan berpanjangan di ketinggian tinggi, serta di tempat-tempat yang agak tinggi.

- Penyelidikan dan penambahbaikan kaedah yang digunakan untuk mengelakkan bencana alam yang boleh disebabkan oleh kehadiran gas yang terlarut dalam badan besar air yang dapat dilepaskan secara ganas.

Contohnya

Undang-undang Henry hanya berlaku apabila molekul berada dalam keseimbangan. Berikut adalah beberapa contoh:

- Dalam larutan oksigen (O₂) dalam aliran darah molekul ini dianggap tidak larut dalam air, walaupun kelarutannya bertambah besar disebabkan oleh kandungan hemoglobin yang tinggi di dalamnya. Oleh itu, setiap molekul hemoglobin dapat mengikat empat molekul oksigen yang dibebaskan dalam tisu yang akan digunakan dalam metabolisme.

- Pada tahun 1986 terdapat awan karbon dioksida tebal yang tiba-tiba diusir dari Tasik Nyos (terletak di Kamerun), mencekik kira-kira 1,700 orang dan sejumlah besar haiwan, yang dijelaskan oleh undang-undang ini.

- Keterlarutan yang ditunjukkan oleh gas tertentu dalam spesies cecair biasanya meningkat apabila tekanan gas meningkat, walaupun pada tekanan tinggi tertentu ada pengecualian tertentu, seperti molekul nitrogen (N₂).

- Undang-undang Henry tidak terpakai apabila terdapat tindak balas kimia antara bahan yang bertindak sebagai bahan larut dan bahan bertindak sebagai pelarut; Seperti halnya elektrolit, seperti asid hidroklorik (HCl).

Rujukan

1. Crockford, H.D., Knight Samuel B. (1974). Asas fizikokimia. (Ed ed.). Editorial C.E.C.S.A., Mexico. P 111-119.
2. Penyunting Encyclopaedia Britannica. (2018). Undang-undang Henry. Diambil pada 10 Mei 2018, dari: britannica.com
3. Byju (2018). Apakah hukum Henry? Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Undang-undang Henry Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: leisurepro.com
5. Yayasan Annenberg. (2017). Bahagian 7: Undang-undang Henry. Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: learner.org
6. Monica Gonzalez (25 April 2011). Undang-undang Henry. Diambil pada 10 Mei 2018, dari: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles (24 Julai 2009). Penyelam [Rajah] Diambil pada 10 Mei 2018, dari: flickr.com