Tabla de Contenidos
Trong suốt nhiều năm, các nguyên tố hóa học khác nhau và trạng thái của vật chất là đối tượng nghiên cứu của Hóa học và Vật lý. Để hiểu các quy trình và đặc điểm khác nhau của nó, các luật khác nhau đã được thiết lập, trong đó có Luật khí nổi tiếng đã nhận được tên của người tạo ra chúng, chẳng hạn như Avogadro, Gay-Lussac, Boyle, Charles, Graham, Dalton, trong số những người khác . . Trong trường hợp này, để tính nồng độ của một chất khí trong dung dịch, chúng ta sẽ áp dụng Định luật Henry.
Định luật Henry là gì
William Henry (1774-1836) là một nhà hóa học người Anh sinh ra ở Manchester, Anh. Henry chuyên nghiên cứu về chất khí và thực hiện vô số thí nghiệm khoa học.
Kết quả nghiên cứu của ông về khí, nước, nhiệt độ và áp suất cho phép ông phát triển định luật mang tên ông, Định luật Henry, vào năm 1803. Định luật này phát biểu rằng với nhiệt độ không đổi, lượng chất khí hòa tan trong chất lỏng, tỉ lệ thuận với áp suất riêng phần của chất khí ở trên chất lỏng nói trên. Định luật Henry được biểu diễn bằng phương trình sau:
C = kH P
trong đó kH là hằng số Henry, C là nồng độ của khí và P là áp suất riêng phần của khí. Hằng số Henry là một giá trị tỷ lệ phụ thuộc vào loại khí, loại chất lỏng và nhiệt độ.
Điều này có nghĩa là áp suất của khí lên chất lỏng càng lớn thì tổng lượng khí có thể hòa tan trong đó càng lớn. Bằng cách này, sẽ thu được nồng độ khí trong chất lỏng cao hơn, nghĩa là nó sẽ có độ hòa tan lớn hơn.
Điều quan trọng cần nhấn mạnh là Định luật Henry mô tả hành vi của các chất khí trong một số điều kiện cụ thể và cụ thể:
- Nhiệt độ phải không đổi.
- Khí phải ở trạng thái cân bằng với dung dịch.
- Áp suất khí phải tương đối thấp.
- Khí không được phản ứng với dung môi.
Định luật Henry có thể được quan sát trong các tình huống khác nhau trong cuộc sống bình thường, trong khoa học và trong công nghiệp. Ví dụ, trong môn lặn, nơi những người xuống đến độ sâu nhất định sau đó phải thận trọng khi lên vì khi áp suất của các loại khí khác nhau giảm, khả năng hòa tan của chúng trong máu cũng giảm. Điều này có thể khiến bong bóng hình thành và trở thành nguy cơ lớn đối với sức khỏe.
Một ví dụ khác là đồ uống có ga. Trong đó không khí bị nén bởi áp suất mạnh, nhưng khi mở nắp ra thì áp suất giảm, cũng như nồng độ của khí, bọt khí được hình thành.
hằng số Henry
Hằng số kH mô tả các tương tác xảy ra giữa chất khí và dung môi. Các tương tác này càng mạnh thì giá trị của hằng số càng cao. Do đó, độ hòa tan của khí trong dung môi nói trên cũng sẽ lớn hơn ở cùng nhiệt độ và áp suất.
Giá trị của kH biểu thị độ hòa tan của khí ở nhiệt độ nhất định, khi áp suất riêng phần là 1 atm.
Bài toán áp dụng định luật Henry
Định luật Henry được sử dụng để tìm nồng độ của chất khí trong chất lỏng hoặc dung dịch. Để tìm hiểu cách thực hiện phép tính này, chúng ta hãy xem xét vấn đề sau:
Giả sử chúng ta muốn biết có bao nhiêu gam carbon dioxide (CO 2 ) có thể được hòa tan trong một chai nước ngọt có ga 1 lít nếu sử dụng áp suất 2,4 atm ở 25°C trong quy trình đóng chai. Trong trường hợp này, kH của carbon dioxide (CO 2 ) trong nước bằng 0,0336 mol / (atm . L) ở 25°C.
Để giải quyết vấn đề này chúng ta phải thực hiện các bước sau:
Bước đầu tiên:
Áp dụng công thức Định luật Henry: C = kH P
C là nồng độ của khí hòa tan trong dung dịch. Do đó, để có được giá trị của C, chúng ta phải thực hiện phép tính sau:
C = kH PC = 0,0336 mol / (atm . L) 2,4 atm
C = 0,0806 mol/L
Vì chúng ta chỉ có 1 L nước nên có 0,0806 mol carbon dioxide (CO 2 ).
Bước thứ hai:
Chuyển đổi số mol thành gam , đầu tiên lấy khối lượng mol rồi chuyển thành gam (khối lượng mol của số mol)
Khối lượng mol của CO 2 bằng 12 + (16 . 2) = 12 + 32 = 44 g/mol
Khối lượng CO 2 = khối lượng mol · số mol CO 2
Khối lượng CO 2 = 44 g/mol 0,0806 mol
Khối lượng CO 2 = 3,546 g
Bằng cách này, chúng tôi thu được rằng có 3,546 g CO 2 được hòa tan trong chai soda 1 L.
Thư mục
Borneo, R. Khí. Vấn đề được giải quyết. Loạt bài: Các bài toán đã giải trong Hóa học. Phần 1. Khí lý tưởng, các định luật về khí . (2020, Phiên bản Kindle). B0871KR5J2.
Woldeamanuel, MM Giới thiệu Hóa học Vật lý: Sách giáo khoa Hóa học Vật lý cho Sinh viên Khoa học và Kỹ thuật. (2020). Tây ban nha. Biên tập học thuật Tây Ban Nha.
Fuentes Rivas, luật khí RM. (2016). Mexico. Đại học bang Mexico tự trị. Có tại: http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/66577/secme-29297.pdf?sequence=1
