Henriko įstatymo pavyzdžio problema
Apskaičiuokite dujų koncentraciją tirpale
Norėdami apskaičiuoti anglies dioksido kiekį sodos skardinėje, galite naudoti Henrio dėsnį. Steve'as Allenas / Getty Images
Henriko dėsnis yra a dujų įstatymas suformulavo britų chemikas Williamas Henry 1803. Įstatymas teigia, kad esant pastoviai temperatūrai, ištirpusių dujų kiekis nurodyto skysčio tūryje yra tiesiogiai proporcingas daliniam dujų slėgiui pusiausvyra su skysčiu. Kitaip tariant, ištirpusių dujų kiekis yra tiesiogiai proporcingas jų dujų fazės daliniam slėgiui. Įstatyme yra proporcingumo koeficientas, vadinamas Henrio dėsnio konstanta.
Šis pavyzdinis uždavinys parodo, kaip naudoti Henrio dėsnį, norint apskaičiuoti dujų koncentraciją tirpale esant slėgiui.
Henriko įstatymo problema
Kiek gramų anglies dioksido dujų ištirpsta 1 l talpos gazuoto vandens butelyje, jei gamintojas išpilstydamas 25 °C temperatūroje naudoja 2,4 atm slėgį?Atsižvelgiant į: CO2 KH vandenyje = 29,76 atm/(mol/L) ) esant 25 °C TirpalasKai dujos ištirpsta skystyje, koncentracijos galiausiai pasieks pusiausvyrą tarp dujų šaltinio ir tirpalo. Henrio dėsnis rodo, kad ištirpusių dujų koncentracija tirpale yra tiesiogiai proporcinga daliniam dujų slėgiui virš tirpalo.P = KHC čia:P yra dalinis dujų slėgis virš tirpalo.KH yra Henrio dėsnio konstanta tirpalui.C – ištirpusių dujų koncentracija tirpale.C = P/KHC = 2,4 atm/29,76 atm/(mol/L)C = 0,08 mol/LSKadangi vandens turime tik 1 L, turime 0,08 mol CO.
Paversti apgamus į gramus:
masė 1 molis COdu= 12+(16x2) = 12+32 = 44 g
g CO2 = mol CO2 x (44 g/mol) g CO2 = 8,06 x 10-2 mol x 44 g/molg CO2 = 3,52 g Atsakymas
Yra 3,52 g COduištirpintas gamintojo 1 l talpos gazuoto vandens butelyje.
Prieš atidarant sodos skardinę, beveik visos virš skysčio esančios dujos yra anglies dvideginis . Atidarius talpyklą, dujos išeina, sumažindamos dalinį anglies dioksido slėgį ir leisdamos ištirpusioms dujoms išeiti iš tirpalo. Štai kodėl soda yra putojanti.
Kitos Henriko įstatymo formos
Henrio dėsnio formulė gali būti parašyta kitais būdais, kad būtų galima lengvai atlikti skaičiavimus naudojant skirtingus vienetus, ypač KH. Štai kelios įprastos 298 K temperatūros vandenyje esančių dujų konstantos ir taikomos Henrio dėsnio formos:
| Lygtis | KH= P/C | KH= C/P | KH= P/x | KH= Caq/ Cdujų |
| vienetų | [Lsoln· atm / moldujų] | [moldujų/ Lsoln· bankomatas] | [atm · molsoln/ moldujų] | be matmenų |
| Odu | 769,23 | 1.3 E-3 | 4.259 E4 | 3 180 E-2 |
| Hdu | 1282.05 | 7.8 E-4 | 7.088 E4 | 1 907 E-2 |
| COdu | 29.41 val | 3.4 E-2 | 0,163 E4 | 0,8317 |
| Ndu | 1639.34 | 6.1 E-4 | 9.077 E4 | 1 492 E-2 |
| Jis | 2702,7 | 3.7 E-4 | 14,97 E4 | 9 051 E-3 |
| Taip | 2222.22 | 4.5 E-4 | 12.30 E4 | 1 101 E-2 |
| Su | 714.28 | 1.4 E-3 | 3.9555 E4 | 3 425 E-2 |
| CO | 1052,63 | 9.5 E-4 | 5.828 E4 | 2 324 E-2 |
Kur:
- Lsolnyra litrai tirpalo.
- caqyra moliai dujų litre tirpalo.
- P yra dalinis spaudimas virš tirpalo esančių dujų, paprastai esant absoliučiam atmosferos slėgiui.
- xaqyra tirpale esančių dujų molinė dalis, kuri yra maždaug lygi dujų moliams vienam moliui vandens.
- atm reiškia absoliutaus slėgio atmosferas.
Henriko dėsnio taikymai
Henrio dėsnis yra tik apytikslis, kuris taikomas atskiestiems tirpalams. Kuo labiau sistema skiriasi nuo idealių sprendimų ( kaip ir bet kuris dujų įstatymas ), tuo skaičiavimas bus netikslesnis. Apskritai Henrio dėsnis geriausiai veikia, kai tirpiklis ir tirpiklis yra chemiškai panašūs vienas į kitą.
Henriko dėsnis naudojamas praktikoje. Pavyzdžiui, jis naudojamas nustatyti ištirpusio deguonies ir azoto kiekiui narų kraujyje, siekiant padėti nustatyti dekompresinės ligos (lenkimų) riziką.
KH verčių nuoroda
Francisas L. Smithas ir Allanas H. Harvey (2007 m. rugs.), „Venkite įprastų spąstų naudojant Henrio dėsnį“, „Chemijos inžinerijos pažanga“ (KIŠENĖ) , 33-39 p