חוק משוואת הנרי, סטייה, יישומים

ה חוק הנרי קובע כי בטמפרטורה קבועה, כמות הגז מומס הנוזל הוא ביחס ישר ללחץ חלקי על פני השטח של הנוזל.

זה היה הנחה בשנת 1803 על ידי פיסיקאי אנגלי וכימאי ויליאם הנרי. חוק זה יכול גם להתפרש בצורה זו: אם הלחץ על הנוזל הוא גדל, כך גדל כמות הגז מומס בו.

כאן הגז נחשב כמו המומס של הפתרון. שלא כמו מומס מוצק, לטמפרטורה יש השפעה שלילית על מסיסותו. לכן, כמו הטמפרטורה עולה, הגז נוטה להימלט מן הנוזל בקלות רבה יותר לעבר פני השטח.

הסיבה לכך היא עליית הטמפרטורה מספקת אנרגיה מולקולות גזי, אשר מתנגשים אחד עם השני כדי ליצור בועות (התמונה העליונה). ואז, בועות אלה להתגבר על הלחץ החיצוני לברוח מן הנוזל.

אם הלחץ החיצוני הוא גבוה מאוד, ואת הנוזל נשאר מגניב, בועות יהיה solubilized ורק כמה מולקולות גזי יהיה "לרדוף" את פני השטח.

אינדקס

• 1 משוואת חוק הנרי
• 2 חריגה
• 3 מסיסות של גז בנוזל
  • 3.1 לא רוויות
  • 3.2 רווי
  • 3.3 בלתי רווי
• 4 יישומים
• 5 דוגמאות
• 6 הפניות 

משוואת חוק הנרי

זה יכול לבוא לידי ביטוי על ידי המשוואה הבאה:

P = K_ח∙ ג

איפה P הוא הלחץ החלקי של הגז מומס; C הוא ריכוז הגז; ו K_ח זה קבוע של הנרי.

יש להבין כי הלחץ החלקי של הגז הוא זה אשר מפעיל בנפרד את סוג של שאר תערובת הגז. והלחץ הכולל הוא לא יותר מסכום כל הלחצים החלקיים (חוק דלטון):

עמ '_{סך הכל}= P₁ + עמ '₂ + עמ '₃+... + P_n

מספר המינים הגזים המרכיבים את התערובת מיוצג על ידי n. לדוגמה, אם יש אדי מים CO על פני השטח של נוזל₂, n שווה ל -2.

סטייה

עבור גזים מסיסים במקצת נוזלים, הפתרון בקירוב אידיאלי ציות לחוק הנרי על המומס.

עם זאת, כאשר הלחץ הוא גבוה, חריגה של הנרי מתרחשת, כי הפתרון מפסיק להתנהג כמו אידיאלי בדילול.

מה זה אומר? כי אינטראקציות הממס המומס והמסמס ממיסים מתחילות להשפיע על עצמן. כאשר הפתרון הוא מדולל מאוד, מולקולות הגז "מוקפים" באופן בלעדי על ידי ממס, מתעבים את המפגשים האפשריים בינם לבין עצמם.

לכן, כאשר הפתרון מפסיק להיות מדולל באופן אידיאלי, את ההפסד של התנהגות ליניארית בתרשים P הוא ציין_i לעומת X_i.

לסיכום: חוק הנרי קובע את לחץ האדים של מומס בפתרון אידיאלי לדלל. בעוד הממס, החוק של ראולט חל:

עמ '_א X = X_א∙ P_א^*

מסיסות של גז בנוזל

כאשר גז מתמוסס היטב בנוזל, כמו סוכר במים, זה לא ניתן להבדיל מן הסביבה, ובכך ליצור פתרון הומוגני. במילים אחרות: אין בועות שנצפו בנוזל (או גבישי הסוכר).

עם זאת, solvation היעיל של מולקולות גזים תלוי במשתנים כגון: הטמפרטורה של הנוזל, אירוע הלחץ עליו, ואת האופי הכימי של מולקולות אלה לעומת הנוזל.

אם הלחץ החיצוני הוא גבוה מאוד, הסיכויים של גז חודר את פני השטח של הגידול הנוזלי. ומצד שני, מולקולות גזים מומסים קשה יותר להתגבר על לחץ האירוע כדי להשיג בריחה החוצה.

אם מערכת הגז הנוזלי נמצאת תחת סערה (כפי שקורה בים ובמשאבות האוויר בתוך המיכל), ספיגת הגז מועדת.

וכיצד משפיע אופיו של הממס על ספיגת הגז? אם זה קוטבי, כמו מים, זה יראה זיקה לקוטבי פולסים, כלומר, עבור אותם גזים שיש להם רגע דיפול קבוע. אם הוא לא קוטבי, כגון פחמימנים או שומנים, הוא יעדיף מולקולות גזיות אפולריות

לדוגמה, אמוניה (NH₃) הוא גז כי הוא מסיס מאוד במים עקב אינטראקציות על ידי קשרי מימן. בעוד מימן זה (H₂), אשר מולקולה קטנה היא אפולארית, אינטראקציה חלשה עם מים.

כמו כן, בהתאם למצב של תהליך קליטת הגז בנוזל, המדינות הבאות ניתן לקבוע בהם:

לא רוויות

הנוזל אינו רווי כאשר הוא מסוגל להמיס יותר דלק. הסיבה לכך היא שהלחץ החיצוני גדול מהלחץ הפנימי של הנוזל.

רווי

הנוזל יוצר איזון במסיסות הגז, מה שאומר שהגז נמלט באותה מהירות שבה הוא חודר לתוך הנוזל.

כמו כן ניתן לראות את הדברים הבאים: אם שלושה מולקולות גז להימלט לאוויר, שלושה אחרים יחזרו לנוזל בו זמנית.

בלתי רווי

הנוזל רווי בגז כאשר הלחץ הפנימי שלו גבוה מהלחץ החיצוני. בנוסף, לפני שינוי מינימלי של המערכת, היא תשחרר את הגז עודף מומס עד שיווי משקל משוחזר.

יישומים

- חוק הנרי ניתן ליישם לחשב הקליטה של ​​גזים אצילים (חנקן, הליום, ארגון, וכו ') ברקמות שונות של הגוף האנושי, ויחד עם התיאוריה של והאלדיין היא הבסיס של טבלאות דקומפרסיה.

- יישום חשוב הוא רוויה של גז בדם. כאשר הדם אינו רווי, הגז מתמוסס בו, עד שהוא רווי ומפסיק להתמוסס יותר. ברגע שזה קורה, הדלק הממוסס בדם עולה לאוויר.

- גיזוז משקאות קלים הוא דוגמה לחוקי הנרי. משקאות קלים יש CO₂ נמס תחת לחצים גבוהים, ובכך לשמור על כל המרכיבים המשולבים המרכיבים אותו; וגם, הוא שומר על טעם אופייני הרבה יותר זמן.

כאשר בקבוק סודה נחשף, הלחץ על הנוזל יורד, שחרור הלחץ על המקום.

בגלל הלחץ על הנוזל הוא עכשיו נמוך יותר, מסיסות של CO₂ היא יורדת ונמלטת אל האטמוספירה (ניתן להבחין בהתייצבות הבועות מלמטה).

- כמו צוללן יורד לעומקים גדולים יותר, החנקן inhaled לא יכול להימלט כי הלחץ החיצוני מונע את זה, מתמוסס בדם של הפרט.

כאשר הצולל עולה במהירות אל פני השטח, שם הלחץ החיצוני הופך להיות נמוך יותר, חנקן מתחיל להתנפח בדם.

זה גורם מה שמכונה אי נוחות הלחץ. מסיבה זו צוללים נדרשים לעלות לאט, כך חנקן נמלט לאט יותר מן הדם.

- מחקר של ההשפעות של ירידה חמצן מולקולרי (O₂) מומס בדם וברקמות של מטפסי הרים או מתרגלי פעילויות של שהייה ממושכת בגובה רב, כמו גם בתושבים של מקומות גבוהים למדי.

- מחקר ושיפור של שיטות המשמשות כדי למנוע אסונות טבע שיכול להיגרם על ידי נוכחות של גזים מומסים בגופים ענקיים של מים שיכולים להשתחרר באלימות.

דוגמאות

חוק הנרי חל רק כאשר המולקולות נמצאות בשיווי משקל. הנה כמה דוגמאות:

- בפתרון החמצן (O₂) בזרם הדם, המולקולה הזאת נחשבת מסיסה למדי במים, למרות שהסיסות שלה גדלה מאוד בשל התוכן הגבוה של המוגלובין. לפיכך, כל מולקולה של המוגלובין יכולה לקשור לארבעה מולקולות חמצן המשתחררות ברקמות כדי לשמש בחילוף החומרים.

- בשנת 1986 ענן סמיך של פחמן דו חמצני גורש לפתע מן אגם ניוס (הממוקם קמרון) מחניק כ 1700 אנשים והרבה חיות, אשר מוסברת על ידי החוק הזה הוקלט.

- המסיסות שבאו לידי גז מסוים זן נוזלי בדרך כלל צומחת יותר כמו הלחץ של הגז אמר, גם בלחצים גבוהים חריגים מסוימים להתרחש כגון מולקולות חנקן (N₂).

- חוק הנרי אינו חל כאשר יש תגובה כימית בין החומר הפועל כמחלט לבין החומר הפועל כממס; כזה הוא המקרה של אלקטרוליטים, כגון חומצה הידרוכלורית (HCl).

הפניות

1. קרוקפורד, H.D., Knight Samuel B. (1974). יסודות הפיסיקוכימיה. (כרך 6). עריכה C.E.C.S.A, מקסיקו. עמ '111-119.
2. עורכי אנציקלופדיה בריטניקה. (2018). חוק הנרי. אחזור ב -10 במאי 2018, מ: britannica.com
3. של ביג'ו (2018). מה חוק הנרי? אחזור ב -10 במאי 2018, מאת: byjus.com
4. פנאי & Aquaviews. (2018). חוק הנרי הגיע ב -10 במאי 2018, מאת: internetpro.com
5. קרן אננברג. (2017). סעיף 7: חוק הנרי. ב -10 במאי 2018, מתוך: learningner.org
6. מוניקה גונזלס (25 באפריל 2011). חוק הנרי. ב -10 במאי 2018, מתוך:
7. איאן מיילס (24 ביולי 2009). צולל [איור] אחזור ב -10 במאי 2018, מתוך: flickr.com