몫:
헨리 방정식, 편차, 응용 분야
그 헨리의 법칙 일정한 온도에서, 액체에 용해 된 가스의 양은 액체 표면상의 그 부분 압력에 직접적으로 비례한다.
그것은 영국 물리학 자이자 화학자 윌리엄 헨리 (William Henry)에 의해 1803 년에 가정되었다. 그것의 법칙은 또한 이런 방식으로 해석 될 수있다. 액체에 가해지는 압력이 증가하면 그 안에 용해 된 가스의 양은 더 많아진다..
여기서 가스는 용액의 용질로 간주됩니다. 고체 용질과는 달리, 온도는 용해도에 부정적인 영향을 미친다. 따라서, 온도가 증가함에 따라, 가스는 액체로부터 표면쪽으로 더 쉽게 빠져 나가는 경향이있다.
이것은 온도가 상승하면 가스 분자에 에너지를 제공하기 때문에 서로 충돌하여 거품을 형성하기 때문입니다 (상단 이미지). 그런 다음, 이러한 기포는 외부 압력을 극복하고 액체로부터 빠져 나간다.
외부 압력이 매우 높고 액체가 차가운 상태로 유지되면 기포는 가용화되고 단지 소수의 기체 분자 만 표면에 "떠오른다".
색인
- 1 헨리의 법칙
- 2 편차
- 3 액체 중 기체의 용해도
- 3.1 불포화
- 3.2 포화 상태
- 3.3 과포화
- 4 응용 프로그램
- 5 예
- 6 참고 문헌
헨리의 법칙
다음 방정식으로 표현할 수 있습니다.
P = KH∙ C
여기서 P는 용존 기체의 분압이고; C는 가스의 농도이다. 및 KH 헨리의 상수 야..
가스의 분압은 전체 가스 혼합물의 나머지 종류를 개별적으로 발휘하는 것임을 이해해야합니다. 그리고 총 압력은 모든 분압의 합보다 크지 않습니다 (달튼의 법칙).
P합계= P1 + P2 + P3+... + Pn
혼합물을 구성하는 기체 종의 수는 다음과 같이 나타낼 수있다. n. 예를 들어, 액체 표면에 수증기 및 CO가있는 경우2, n 2와 같다..
편차
액체에 잘 녹지 않는 가스의 경우, 솔루션은 헨리의 용질에 대한 법칙을 이상적으로 준수합니다.
그러나 압력이 높으면 용액이 이상적으로 희석 된 상태로 움직이지 않기 때문에 헨리와의 편차가 발생합니다.
무슨 뜻이야? 용질 - 용질 및 용질 - 용제 상호 작용이 그 자체의 효과를 갖기 시작한다는 것. 용액이 매우 희석되면, 가스 분자는 "배타적으로"용매에 의해 둘러싸여 져서, 그들 사이의 가능한 만남을 경멸한다.
따라서, 용액이 이상적으로 희석되지 않으면 P 차트에서의 선형 거동의 상실이 관찰됩니다나는 대 X나는.
결론적으로이 측면 : 헨리의 법칙은 이상적인 희석 용액에서 용질의 증기압을 결정합니다. 솔벤트의 경우 Raoult의 법칙이 적용됩니다.
PA = XA∙ PA*
액체 중 기체의 용해도
기체가 물 속에있는 설탕과 같이 액체에 잘 녹을 때, 그것은 환경과 구별 될 수 없으므로 균질 한 해결책을 형성합니다. 다시 말해, 액체 (또는 설탕 결정)에서 기포가 관찰되지 않는다..
그러나 기체 분자의 효율적인 용매 화는 액체의 온도, 액체의 온도, 액체의 분자의 화학적 성질에 영향을주는 압력과 같은 몇몇 변수에 달려있다..
외부 압력이 매우 높으면 액체 표면을 관통하는 가스의 기회가 증가합니다. 그리고 다른 한편으로, 용해 된 기체 분자는 입사 압력을 극복하기가 더 어렵 기 때문에 외부로 도피 할 수 있습니다.
액체 가스 시스템이 교반 중일 경우 (바다와 탱크 내부의 공기 펌프에서 발생 함) 가스의 흡수가 유리합니다.
그리고 용매의 성질은 가스의 흡수에 어떻게 영향을 줍니까? 그것이 물과 같이 극성 인 경우 극성 용질, 즉 영구 쌍극자 모멘트를 갖는 가스에 대해 친화력을 나타냅니다. 탄화수소 또는 지방과 같이 비극성 인 경우 무극성 기체 분자를 선호합니다
예를 들어, 암모니아 (NH3)는 수소 결합에 의한 상호 작용으로 인해 물에 매우 잘 녹는 가스입니다. 그 수소 (H2)는 소분자가 무극성이고 물과 약하게 상호 작용한다.
또한, 액체의 가스 흡수 과정의 상태에 따라 다음과 같은 상태가 설정 될 수 있습니다.
불포화
액체는 더 많은 가스를 녹일 수있을 때 불포화입니다. 이는 외부 압력이 액체의 내부 압력보다 크기 때문입니다.
포화 상태
액체는 가스의 용해도에서 균형을 이루며, 이것은 가스가 액체 속으로 침투하는 것과 동일한 속도로 빠져 나가는 것을 의미한다.
3 개의 가스 분자가 공기 중에 빠져 나가면 3 개의 다른 분자가 동시에 액체로 되돌아갑니다.
과포화
액체는 내부 압력이 외부 압력보다 높을 때 기체로 과포화된다. 그리고 시스템의 최소한의 변화가 일어나기 전에 평형이 회복 될 때까지 초과 용존 기체를 방출 할 것이다.
응용 프로그램
- 헨리의 법칙은 인체의 다른 조직에서 불활성 가스 (질소, 헬륨, 아르곤 등)의 흡수를 계산하는 데 적용 할 수 있으며 Haldane 이론과 함께 표의 기본 요소입니다. 감압.
- 중요한 용도는 혈액 내 가스의 포화입니다. 혈액이 불포화되면 가스가 포화되어 더 이상 용해되지 않을 때까지 가스가 녹습니다. 일단 이런 일이 발생하면 혈액의 용존 기체가 대기 중으로 빠져 나간다..
- 청량 음료의 가스화는 헨리의 법칙이 적용된 예입니다. 소프트 드링크에는 CO가 있습니다.2 고압 하에서 용해되어,이를 구성하는 조합 된 성분 각각을 유지한다; 또한 더 오래 동안 독특한 맛을 유지합니다..
음료수 병이 벗겨지면 액체 압력이 감소하여 그 지점에서 압력이 방출됩니다.
액체에 대한 압력이 이제 더 낮기 때문에, CO의 용해도2 그것은 강하하고 대기로 빠져 나간다 (거품이 바닥에서 위로 올라갈 때 눈에 띈다).
- 잠수부가 더 깊은 곳으로 내려 갈 때, 흡입 된 질소는 외부 압력이 그것을 막아서 피할 수 없으므로 개인의 피에 녹아 내립니다.
잠수부가 빠르게 표면으로 올라갈 때 외부 압력이 낮아지면 질소가 혈액 속에서 거품을 일으키기 시작합니다.
이로 인해 감압 불쾌감이 발생합니다. 잠수부들이 천천히 오르락 내리락 해 져서 질소가 피에서 더 천천히 빠져 나가는 것이 바로 이런 이유 때문입니다.
- 분자 산소 감소의 영향 연구 (O2), 등반가의 피와 조직 또는 고지대에서 장기간 체류하는 활동 종사자의 조직과 다소 높은 곳에 거주하는 주민.
- 격렬하게 배출 될 수있는 거대한 수역에서 용존 기체가 존재 함으로 인해 야기 될 수있는 자연 재해를 피하는 데 사용되는 방법의 연구 및 개선.
예제들
헨리의 법칙은 분자가 평형에있을 때에 만 적용됩니다. 다음은 몇 가지 예입니다.
- 산소 용액 (O2)의 혈류 속의 헤모글로빈 함량이 높기 때문에이 분자는 물에 잘 용해되지 않는다. 따라서, 헤모글로빈의 각 분자는 신진 대사에 사용될 조직에서 방출되는 4 개의 산소 분자에 결합 할 수있다.
- 1986 년 카메론에 위치한 Nyos 호수에서 갑자기 추방 된 이산화탄소의 두꺼운 구름이 있었는데이 법에 의해 설명 된 약 1,700 명의 사람들과 많은 수의 동물을 질식시켰다..
- 특정 가스가 액체 종에서 나타나는 용해도는 가스 압력이 증가함에 따라 증가하지만 특정 고압에서는 질소 분자 (N2).
- 헨리의 법칙은 용질로 작용하는 물질과 용제로 작용하는 물질 사이에 화학 반응이있을 때 적용 할 수 없다. 이는 염산 (HCl)과 같은 전해질의 경우이며,.
참고 문헌
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