Det henry's lov angiver, at mængden af gas opløst i en væske ved en konstant temperatur er direkte proportional med dens partialtryk på væskens overflade.
Det blev postuleret i 1803 af den engelske fysiker og kemiker William Henry. Hans lov kan også fortolkes på denne måde: Hvis trykket på væsken øges, desto større bliver mængden af gas opløst i den..
Her betragtes gassen som opløsningens opløsning. I modsætning til fast opløst stof har temperaturen en negativ indvirkning på dets opløselighed. Når temperaturen stiger, har gassen således en tendens til at flygte lettere fra væsken mod overfladen..
Dette skyldes, at temperaturstigningen bidrager med energi til de gasformige molekyler, der kolliderer med hinanden for at danne bobler (øverste billede). Disse bobler overvinder derefter det ydre tryk og flygter fra væskens sinus..
Hvis det ydre tryk er meget højt, og væsken holdes kold, opløses boblerne, og kun et par luftformige molekyler vil "svæve" på overfladen.
Artikelindeks
Det kan udtrykkes ved følgende ligning:
P = KH∙ C
Hvor P er den opløste gas's partialtryk; C er gaskoncentrationen; og KH er Henry konstant.
Det er nødvendigt at forstå, at en gas er delvist tryk er det, der udøves individuelt af en art af resten af den samlede gasblanding. Og det samlede tryk er intet mere end summen af alle deltryk (Daltons lov):
PTotal= P1 + Pto + P3+… + Pn
Antallet af gasformige arter, der udgør blandingen, er repræsenteret af n. For eksempel, hvis der er vanddamp og CO på overfladen af en væsketo, n er lig med 2.
For gasser, der er dårligt opløselige i væsker, er opløsningen tæt på ideel og overholder Henrys lov for opløst stof.
Når trykket er højt, er der dog en afvigelse med hensyn til Henry, fordi løsningen holder op med at opføre sig som en ideel fortyndet.
Hvad betyder det? At interaktioner mellem opløsningsmiddel og opløsningsmiddel begynder at have deres egne effekter. Når opløsningen er meget fortyndet, er gasmolekylerne “udelukkende” omgivet af opløsningsmiddel, idet de mulige møder imellem forsømmes..
Derfor, når opløsningen ikke længere er ideelt fortyndet, observeres tabet af lineær opførsel i P-grafenjeg mod Xjeg.
Som konklusion på dette aspekt: Henrys lov bestemmer damptrykket for en opløst stof i en ideel fortyndet opløsning. Mens det gælder opløsningsmidlet, gælder Raoults lov:
PTIL = XTIL∙ PTIL*
Når en gas er godt opløst i en væske, såsom sukker i vand, kan den ikke skelnes fra miljøet og danner således en homogen opløsning. Med andre ord: der observeres ingen bobler i væsken (eller sukkerkrystaller).
Imidlertid afhænger den effektive opløsning af gasformige molekyler af nogle variabler, såsom: væskens temperatur, trykket, der påvirker det, og disse molekylers kemiske natur sammenlignet med væskens temperatur..
Hvis det udvendige tryk er for højt, øges chancerne for, at gas trænger ind i væskeoverfladen. Og på den anden side finder de opløste gasformige molekyler det vanskeligere at overvinde det indfaldende tryk for at flygte udad..
Hvis væskegassystemet er under omrøring (som forekommer i havet og i luftpumperne inde i akvariet), foretrækkes optagelsen af gas.
Og hvordan påvirker opløsningsmidlets beskaffenhed absorptionen af en gas? Hvis det er polært, ligesom vand, vil det vise affinitet for polære opløste stoffer, det vil sige for de gasser, der har et permanent dipolmoment. Mens det er apolært, ligesom carbonhydrider eller fedtstoffer, foretrækker det apolære gasformige molekyler
For eksempel ammoniak (NH3) er en meget opløselig gas i vand på grund af hydrogeninteraktioner. Mens brint (Hto), hvis lille molekyle er apolært, interagerer svagt med vand.
Afhængig af tilstanden af gasabsorptionsprocessen i væsken kan der også etableres følgende tilstande i dem:
Væsken er umættet, når den er i stand til at opløse mere gas. Dette skyldes, at det udvendige tryk er højere end væskens indre tryk..
Væsken etablerer en ligevægt i gassens opløselighed, hvilket betyder, at gassen slipper ud i samme hastighed, som den trænger ind i væsken..
Det kan også ses på følgende måde: Hvis tre gasformige molekyler flygter ud i luften, vil yderligere tre vende tilbage til væsken på samme tid.
Væsken er overmættet med gas, når dens indre tryk er højere end det ydre tryk. Og med en minimal ændring i systemet frigiver det overskydende opløst gas, indtil ligevægt er genoprettet.
- Henrys lov kan anvendes til at foretage absorptionsberegninger af inaktive gasser (nitrogen, helium, argon osv.) I de forskellige væv i menneskekroppen, og som sammen med Haldanes teori er grundlaget for dekompressionstabellerne.
- En vigtig anvendelse er blodgasmætning. Når blod er umættet opløses gassen i det, indtil det bliver mættet og holder op med at opløse yderligere. Når dette sker, passerer den opløste gas i blodet i luften..
- Forgasning af sodavand er et eksempel på anvendt Henrys lov. Læskedrikke har COto opløst under højt tryk og opretholder således hver af de kombinerede komponenter, der udgør den; og desuden bevarer den den karakteristiske smag meget længere.
Når sodaflasken ikke er lukket, falder trykket over væsken, hvilket frigiver trykket med det samme.
Da trykket på væsken nu er lavere, er opløseligheden af COto ned og flygter ud i miljøet (kan ses i boblenes stigning fra bunden).
- Når en dykker ned til større dybder, kan inhaleret kvælstof ikke undslippe, fordi eksternt tryk forhindrer det og opløses i individets blod.
Når dykkeren stiger hurtigt op til overfladen, hvor det ydre tryk falder igen, begynder nitrogen at boble ind i blodet..
Dette forårsager såkaldt dekompressionssygdom. Det er af denne grund, at dykkere kræves at stige langsomt op, så kvælstof slipper langsommere ud af blodet..
- Undersøgelse af virkningerne af faldet i molekylært ilt (Oto) opløst i blod og væv fra bjergbestigere eller udøvere af aktiviteter, der involverer længerevarende ophold i store højder såvel som hos indbyggerne på temmelig høje steder.
- Forskning og forbedring af de metoder, der anvendes til at undgå naturkatastrofer, der kan være forårsaget af tilstedeværelsen af opløste gasser i enorme vandområder, der kan frigives voldsomt.
Henrys lov gælder kun, når molekylerne er i ligevægt. Her er nogle eksempler:
- I opløst ilt (Oto) i blodvæske betragtes dette molekyle som dårligt opløseligt i vand, skønt dets opløselighed forøges kraftigt med det høje indhold af hæmoglobin i det. Således kan hvert hæmoglobinmolekyle binde til fire iltmolekyler, der frigives i vævene, der skal bruges i stofskiftet.
- I 1986 blev der registreret en tyk sky af kuldioxid, der pludselig blev udvist fra Nyos-søen (placeret i Cameroun), kvælende ca. 1700 mennesker og et stort antal dyr, hvilket blev forklaret af denne lov.
- Opløseligheden, som en given gas manifesterer sig i en flydende art, har tendens til at stige, når trykket fra gasen stiger, skønt der ved høje tryk er visse undtagelser, såsom nitrogenmolekyler (Nto).
- Henrys lov finder ikke anvendelse, når der er en kemisk reaktion mellem stoffet, der fungerer som et opløst stof, og det, der fungerer som et opløsningsmiddel; sådan er tilfældet med elektrolytter, såsom saltsyre (HCI).
Endnu ingen kommentarer