गैस की सांद्रता की गणना करने के लिए हेनरी के नियम का उपयोग करें

वर्षों के दौरान, विभिन्न रासायनिक तत्व और पदार्थ की अवस्थाएँ रसायन विज्ञान और भौतिकी के अध्ययन की वस्तु रही हैं। इसकी विभिन्न प्रक्रियाओं और विशेषताओं को समझने के लिए, विभिन्न कानूनों की स्थापना की गई, जिनमें से प्रसिद्ध गैस कानून हैं जिन्हें उनके रचनाकारों का नाम मिला, जैसे अवोगाद्रो, गे-लुसाक, बॉयल, चार्ल्स, ग्राहम, डाल्टन , आदि । इस मामले में, एक विलयन में गैस की सांद्रता की गणना करने के लिए, हम हेनरी के नियम को लागू करेंगे।

हेनरी का नियम क्या है

विलियम हेनरी (1774-1836) मैनचेस्टर, इंग्लैंड में पैदा हुए एक ब्रिटिश रसायनज्ञ थे। हेनरी ने गैसों के अध्ययन में विशेषज्ञता हासिल की और अनगिनत वैज्ञानिक प्रयोग किए।

गैसों, पानी, तापमान और दबाव पर उनके काम के परिणामों ने उन्हें 1803 में अपने नाम, हेनरी के कानून को धारण करने वाले कानून को विकसित करने की अनुमति दी। उपरोक्त तरल के ऊपर गैस के आंशिक दबाव के समानुपाती होता है। हेनरी का नियम निम्नलिखित समीकरण के साथ व्यक्त किया गया है:

सी = केएच पी

जहाँ kH हेनरी स्थिरांक है, C गैस की सांद्रता है, और P गैस का आंशिक दबाव है। हेनरी स्थिरांक एक आनुपातिक मान है जो गैस के प्रकार, तरल के प्रकार और तापमान पर निर्भर करता है।

इसका मतलब यह है कि किसी तरल पर गैस का दबाव जितना अधिक होगा, गैस की कुल मात्रा उतनी ही अधिक होगी जो उसमें घुल सकती है। इस प्रकार, तरल में गैस की उच्च सांद्रता प्राप्त होगी, अर्थात इसमें अधिक घुलनशीलता होगी।

यह उजागर करना महत्वपूर्ण है कि हेनरी का नियम कुछ विशिष्ट और विशेष परिस्थितियों में गैसों के व्यवहार का वर्णन करता है:

• तापमान स्थिर होना चाहिए।
• विलयन के साथ गैस संतुलन में होनी चाहिए।
• गैस का दबाव अपेक्षाकृत कम होना चाहिए।
• गैस को विलायक के साथ प्रतिक्रिया नहीं करनी चाहिए।

हेनरी के नियम को सामान्य जीवन, विज्ञान और उद्योग में विभिन्न स्थितियों में देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, गोताखोरी में, जहां कुछ गहराई तक उतरने वाले लोगों को बाद में सावधानी से ऊपर जाना चाहिए क्योंकि जैसे-जैसे विभिन्न गैसों का दबाव कम होता है, रक्त में उनकी घुलनशीलता भी कम होती जाती है। इससे बुलबुले बन सकते हैं और एक बड़ा स्वास्थ्य जोखिम बन सकता है।

एक अन्य उदाहरण फ़िज़ी पेय है। इसमें वायु प्रबल दाब द्वारा संकुचित होती है, परन्तु इसे खोलने पर दाब कम हो जाता है, साथ ही गैस की सान्द्रता के कारण बुलबुले बन जाते हैं।

हेनरी स्थिरांक

निरंतर केएच गैस और विलायक के बीच होने वाली बातचीत का वर्णन करता है। ये इंटरैक्शन जितने मजबूत होंगे, स्थिरांक का मान उतना ही अधिक होगा। इसलिए, उक्त विलायक में गैस की घुलनशीलता भी उसी तापमान और दबाव पर अधिक होगी।

केएच का मान दिए गए तापमान पर गैस की घुलनशीलता को व्यक्त करता है, जब आंशिक दबाव 1 एटीएम होता है।

हेनरी के नियम को लागू करने में समस्या

हेनरी के नियम का उपयोग द्रव या विलयन में गैस की सांद्रता ज्ञात करने के लिए किया जाता है। यह गणना करने का तरीका जानने के लिए, आइए निम्नलिखित समस्या देखें:

मान लीजिए कि हम जानना चाहते हैं कि यदि बॉटलिंग प्रक्रिया में 25 डिग्री सेल्सियस पर 2.4 एटीएम के दबाव का उपयोग किया जाता है, तो कार्बोनेटेड शीतल पेय की 1-एल बोतल में कितने ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ _{2 ) को भंग किया जा सकता है।} इस मामले में, पानी में कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ ₂ ) का केएच 25 डिग्री सेल्सियस पर 0.0336 मोल / (एटीएम। एल) के बराबर है।

इस समस्या को हल करने के लिए हमें निम्नलिखित चरणों का पालन करना चाहिए:

पहला कदम:

हेनरी के नियम सूत्र को लागू करें: C = kH P

C घोल में घुली गैस की सांद्रता है। इसलिए, C का मान प्राप्त करने के लिए, हमें निम्नलिखित गणना करनी चाहिए:

सी = केएच पीसी = 0.0336 एमओएल / (एटीएम। एल) 2.4 एटीएम

सी = 0.0806 मोल/ली

चूंकि हमारे पास केवल 1 लीटर पानी है, इसलिए 0.0806 मोल कार्बन डाइऑक्साइड (CO2 ₎ है।

दूसरा कदम:

मोल्स को ग्राम में परिवर्तित करें , पहले दाढ़ द्रव्यमान प्राप्त करें और फिर ग्राम में परिवर्तित करें (मोलर द्रव्यमान मोल्स की संख्या)

_{CO 2} का दाढ़ द्रव्यमान  12 + (16 . 2) = 12 + 32 = 44 g / mol के बराबर है

_{CO 2} की द्रव्यमान मात्रा  = मोलर द्रव्यमान · मोल CO _{2 की मात्रा}

CO ₂  = 44 g / mol 0.0806 mol की द्रव्यमान मात्रा

_CO2 की द्रव्यमान मात्रा  = 3.546 ग्राम

इस तरह, हम प्राप्त करते हैं कि  सोडा की 1 लीटर बोतल में 3.546 ग्राम सीओ _{2 घुला हुआ है।}

ग्रन्थसूची

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