Tabla de Contenidos
Kemian ja fysiikan tutkimuksen kohteena olivat vuosien ajan erilaiset kemialliset alkuaineet ja aineen tilat. Sen erilaisten prosessien ja ominaisuuksien ymmärtämiseksi laadittiin erilaisia lakeja, joiden joukossa ovat kuuluisat kaasulait, jotka ovat saaneet luojiensa nimen, kuten Avogadro, Gay-Lussac, Boyle, Charles, Graham , Dalton jne . Tässä tapauksessa kaasun pitoisuuden laskemiseksi liuoksessa sovelletaan Henryn lakia.
Mikä on Henryn laki
William Henry (1774-1836) oli brittiläinen kemisti, joka syntyi Manchesterissa, Englannissa. Henry erikoistui kaasujen tutkimukseen ja suoritti lukemattomia tieteellisiä kokeita.
Kaasuja, vettä, lämpötilaa ja painetta koskevan työnsä tulokset antoivat hänelle mahdollisuuden kehittää hänen nimeään kantavan lain, Henryn lain, vuonna 1803. Tämä laki sanoo, että kun lämpötila on vakio, nesteeseen liuenneen kaasun määrä on verrannollinen mainitun nesteen yläpuolella olevan kaasun osapaineeseen. Henryn laki ilmaistaan seuraavalla yhtälöllä:
C = kH P
jossa kH on Henryn vakio, C on kaasun pitoisuus ja P on kaasun osapaine. Henryn vakio on suhteellisuusarvo, joka riippuu kaasun tyypistä, nesteen tyypistä ja lämpötilasta.
Tämä tarkoittaa, että mitä suurempi kaasun paine nesteessä on, sitä suurempi on siihen liukenevan kaasun kokonaismäärä. Tällä tavalla nesteessä saadaan korkeampi kaasun pitoisuus, toisin sanoen sillä on korkeampi liukoisuus.
On tärkeää korostaa, että Henryn laki kuvaa kaasujen käyttäytymistä tietyissä erityisissä olosuhteissa:
- Lämpötilan on oltava vakio.
- Kaasun on oltava tasapainossa liuoksen kanssa.
- Kaasunpaineen on oltava suhteellisen alhainen.
- Kaasu ei saa reagoida liuottimen kanssa.
Henryn lakia voidaan havaita erilaisissa tilanteissa normaalielämässä, tieteessä ja teollisuudessa. Esimerkiksi sukeltamisessa, jossa tiettyyn syvyyteen laskeutuvien ihmisten on myöhemmin noustava varoen, koska eri kaasujen paineen aleneessa myös niiden liukoisuus vereen heikkenee. Tämä voi aiheuttaa kuplien muodostumista ja muodostua suureksi terveysriskiksi.
Toinen esimerkki on poreileva juoma. Siinä ilma puristuu voimakkaan paineen vaikutuksesta, mutta sen paljastaessa paine laskee ja kaasun pitoisuus laskee, muodostuu kuplia.
Henry on vakio
Vakio kH kuvaa kaasun ja liuottimen välisiä vuorovaikutuksia. Mitä voimakkaampia nämä vuorovaikutukset, sitä suurempi on vakion arvo. Siksi kaasun liukoisuus mainittuun liuottimeen on myös suurempi samassa lämpötilassa ja paineessa.
KH:n arvo ilmaisee kaasun liukoisuutta annetussa lämpötilassa, kun osapaine on 1 atm.
Ongelma Henryn lain soveltamisessa
Henryn lakia käytetään määrittämään kaasun pitoisuus nesteessä tai liuoksessa. Jos haluat oppia suorittamaan tämän laskelman, katsotaanpa seuraavaa ongelmaa:
Oletetaan, että haluamme tietää, kuinka monta grammaa hiilidioksidia (CO 2 ) voidaan liuottaa 1 litran hiilihapotetun virvoitusjuoman pulloon, jos pullotusprosessissa käytetään 2,4 atm:n painetta 25 °C:ssa. Tässä tapauksessa hiilidioksidin (CO 2 ) kH vedessä on 0,0336 mol/(atm . L) 25°C:ssa.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi meidän on suoritettava seuraavat vaiheet:
Ensimmäinen askel:
Käytä Henryn lain kaavaa: C = kH P
C on liuenneen kaasun pitoisuus liuoksessa. Siksi C:n arvon saamiseksi meidän on suoritettava seuraava laskelma:
C = kH PC = 0,0336 mol / (atm . L) 2,4 atm
C = 0,0806 mol/l
Koska meillä on vain 1 litra vettä, hiilidioksidia (CO 2 ) on 0,0806 mol.
Toinen vaihe:
Muunna moolit grammoiksi hankkimalla ensin moolimassa ja muuttamalla sitten grammoiksi (moolimassamäärä)
CO 2 :n moolimassa on 12 + (16 . 2) = 12 + 32 = 44 g / mol
CO 2 massamäärä = moolimassa · CO 2 -moolimäärä
C02 : n massamäärä = 44 g/mol 0,0806 mol
C02 :n massamäärä = 3,546 g
Tällä tavalla saadaan, että 1 litran soodapullossa on 3,546 g CO 2:ta liuenneena.
Bibliografia
Borneo, R. Gases. Ongelmat ratkaistu. Sarja: Ongelmia ratkaistu kemiassa. Osa 1. Ihanteelliset kaasut, kaasulakit . (2020, Kindle Edition). B0871KR5J2.
Woldeamanuel, MM Johdatus fysikaaliseen kemiaan: Fysikaalisen kemian oppikirja luonnontieteiden ja tekniikan opiskelijoille . (2020). Espanja. Espanjan akateeminen pääkirjoitus.
Fuentes Rivas, RM Kaasulait. (2016). Meksiko. Autonomous Mexico State University. Saatavilla osoitteessa: http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/66577/secme-29297.pdf?sequence=1
