הנרי של החוק קובע כי בטמפרטורה קבועה, כמות הגז המומס בנוזל הוא ביחס ישר ללחץ החלקי שלה על פני הנוזל.
זה הוצב בשנת 1803 על ידי הפיזיקאי והכימאי האנגלי וויליאם הנרי. ניתן לפרש את החוק שלו גם באופן זה: אם הלחץ על הנוזל מוגבר, גדול יותר כמות הגז המומסת בו.
כאן הגז נחשב למומס הפיתרון. שלא כמו מומסים מוצקים, לטמפרטורה השפעה שלילית על מסיסותה. כך, ככל שהטמפרטורה עולה, הגז נוטה לברוח מהנוזל ביתר קלות אל פני השטח.
זאת בשל העובדה כי עליית הטמפרטורה תורמת אנרגיה למולקולות הגזים, המתנגשות זו בזו ליצירת בועות (תמונה עליונה). לאחר מכן בועות אלה מתגברות על הלחץ החיצוני ובורחות מסינוס הנוזל.
אם הלחץ החיצוני גבוה מאוד, והנוזל נשמר קר, הבועות יתמוססו ורק מעט מולקולות גזים "יתרחפו" על פני השטח.
משוואת החוק של הנרי
זה יכול לבוא לידי ביטוי על ידי המשוואה הבאה:
P = K H ∙ C
כאשר P הוא הלחץ החלקי של הגז המומס; C הוא ריכוז הגז; ו K H הוא קבוע של הנרי.
יש להבין כי הלחץ החלקי של גז הוא המופעל באופן אינדיבידואלי על ידי מין משאר תערובת הגז הכוללת. והלחץ המוחלט הוא לא יותר מסכום כל הלחצים החלקיים (חוק דלתון):
P סה"כ = P 1 + P 2 + P 3 + … + P n
מספר המינים הגזים המרכיבים את התערובת מיוצג על ידי n. לדוגמה, אם יש אדי מים ו CO 2 על פני הנוזל , n שווה ל 2.
חֲרִיגָה
עבור גזים המסיסים בצורה נמוכה בנוזלים, הפיתרון קרוב לאידיאלי, ועומד בחוק של הנרי למומסים.
עם זאת, כאשר הלחץ גבוה, קיימת סטייה ביחס להנרי, מכיוון שהפתרון מפסיק להתנהג כדילול אידיאלי.
מה זה אומר? לאינטראקציות המומסות והממיסים המומסים הללו יש השפעות משלהם. כאשר הפיתרון מדולל מאוד, מולקולות הגז מוקפות "באופן בלעדי" בממס, ומזניחות את המפגשים האפשריים ביניהם.
לפיכך, כאשר הפתרון כבר לא מדולל באופן אידיאלי, אובדן ההתנהגות הליניארית בגרף P i לעומת X i .
לסיכום להיבט זה: החוק של הנרי קובע את לחץ האדים של מומס בתמיסה מדוללת אידיאלית. לגבי הממס, החוק של ראולט חל:
P A = X A ∙ P A *
מסיסות של גז בנוזל
כאשר גז מומס היטב בנוזל, כמו סוכר במים, לא ניתן להבדיל אותו מהסביבה, ובכך ליצור פיתרון הומוגני. במילים אחרות: לא נראות בועות בנוזל (או בגבישים מסוכר).
עם זאת, הפיזור היעיל של מולקולות גזים תלוי בכמה משתנים כמו: טמפרטורת הנוזל, הלחץ שמשפיע עליו ואופי הכימיה של מולקולות אלה בהשוואה לאלה של הנוזל.
אם הלחץ החיצוני גבוה מאוד, גדלים הסיכויים לחדירת גז למשטח הנוזל. ומצד שני, מולקולות גזים מומס מתקשות להתגבר על לחץ האירוע לברוח החוצה.
אם מערכת הגז הנוזלי נמצאת תחת תסיסה (כמו בים ובמשאבות האוויר בתוך מיכל הדגים), עדיף ספיגת הגז.
וכיצד אופי הממס משפיע על ספיגת הגז? אם זה קוטבי, כמו מים, הוא יראה זיקה למומסים קוטביים, כלומר לאותם גזים שיש להם רגע דיפול קבוע. בעוד שאם הוא אפולרי, כמו פחמימנים או שומנים, הוא יעדיף מולקולות גזים אפולריות
לדוגמא, אמוניה (NH 3 ) הוא גז מסיס מאוד במים עקב אינטראקציות הקשורות למימן. ואילו מימן (H 2 ), שהמולקולה הקטנה שלו אפולירית, מתקשר בצורה חלשה עם מים.
כמו כן, בהתאם למצב תהליך ספיגת הגז בנוזל, ניתן לקבוע בהם את המצבים הבאים:
לא רווי
הנוזל אינו רווי כאשר הוא מסוגל להמיס יותר גז. הסיבה לכך היא שהלחץ החיצוני גדול מהלחץ הפנימי של הנוזל.
רָווּי
הנוזל מייצר שיווי משקל בפיסות הגז, מה שאומר שהגז בורח באותה קצב שהוא נכנס לנוזל.
ניתן לראות זאת גם כך: אם שלוש מולקולות גזים בורחות לאוויר, שלוש נוספות יחזרו לנוזל בו זמנית.
יתר על המידה
הנוזל רווי בגז כאשר הלחץ הפנימי שלו גבוה מהלחץ החיצוני. ועם שינוי מינימלי במערכת, היא תשחרר עודף גז מומס עד להחזרת האיזון.
יישומים
- ניתן ליישם את החוק של הנרי כדי לחשב את ספיגת הגזים האינרטיים (חנקן, הליום, ארגון וכו ') ברקמות השונות בגוף האדם, אשר יחד עם התיאוריה של האלדאן הם הבסיס לטבלאות. שִׁחרוּר לַחַץ.
- יישום חשוב הוא הרוויה של הגז בדם. כאשר הדם אינו רווי הגז מתמוסס בו, עד שהוא רווי ומפסיק להתמוסס יותר. ברגע שזה קורה, הגז המומס בדם עובר לאוויר.
- גיזוז המשקאות הקלים הוא דוגמה לחוקו של הנרי. במשקאות קלים CO 2 מומסים בלחץ גבוה ובכך שומרים על כל אחד מהמרכיבים המשולבים המרכיבים אותו; ובנוסף, הוא שומר על הטעם האופייני לאורך זמן רב יותר.
כאשר בקבוק הסודה אינו מכוסה, הלחץ על גבי הנוזל יורד, ומשחרר את הלחץ באופן מיידי.
מכיוון שכעת הלחץ על הנוזל נמוך יותר, המסיסות של CO 2 יורדת ובורחת לסביבה (ניתן להבחין בה בעליית הבועות מהתחתית).
- ככל שצולל יורד לעומקים גדולים יותר, החנקן בשאיפה לא יכול לברוח מכיוון שהלחץ החיצוני מונע זאת, מתמוסס בדם של האדם.
כאשר הצולל עולה במהירות אל פני השטח, שם שוב יורד הלחץ החיצוני, החנקן מתחיל לבעבע בדם.
זה גורם למה שמכונה מחלת דיכאון. מסיבה זו נדרשים צוללנים לעלות לאט, כך שהחנקן יברח לאט יותר מהדם.
- מחקר על השפעות הירידה בחמצן המולקולרי (O 2 ) המומס בדם וברקמותיהם של מטפסי הרים או מתאמנים של פעילויות שכוללות שהייה ממושכת בגובה רב, כמו גם אצל תושבי מקומות די גבוהים.
- מחקר ושיפור השיטות המשמשות למניעת אסונות טבע שיכולים להיגרם בגלל הימצאות גזים המומסים בגופי מים עצומים הניתנים לשחרור באלימות.
דוגמאות
החוק של הנרי חל רק כאשר המולקולות נמצאות בשיווי משקל. הנה כמה דוגמאות:
- בפירוק חמצן (O 2 ) בנוזל הדם, מולקולה זו נחשבת מסיסה גרועה במים, אם כי המסיסות שלה עולה במידה ניכרת בגלל התוכן הגבוה של המוגלובין בה. כך, כל מולקולת המוגלובין יכולה להיקשר לארבע מולקולות חמצן שמשתחררות ברקמות לשימוש במטבוליזם.
- בשנת 1986 נרשם ענן עבה של פחמן דו-חמצני שגורש לפתע מאגם ניוס (ממוקם בקמרון), וחנק כ -1700 איש ומספר גדול של בעלי חיים, שהוסבר על פי חוק זה.
- המסיסות שגז נתון בא לידי ביטוי במין נוזלי נוטה לעלות ככל שהלחץ של הגז האמור עולה, אם כי בלחצים גבוהים ישנם יוצאים מן הכלל, כמו מולקולות חנקן (N 2 ).
- החוק של הנרי אינו חל כאשר יש תגובה כימית בין החומר הפועל כמומס לבין זה שמשמש כממס; זה המקרה של אלקטרוליטים, כמו חומצה הידרוכלורית (HCl).
הפניות
- קרוקפורד, HD, נייט סמואל ב '(1974). יסודות הפיזיקו-כימיה. (מהדורה 6). CECSA העריכה, מקסיקו. עמ '111-119.
- עורכי אנציקלופדיה בריטניקה. (2018). החוק של הנרי. הוחזר ב -10 במאי 2018, מ: britannica.com
- של בייג'ו. (2018). מה החוק של הנרי? הוחזר ב- 10 במאי 2018, מ: byjus.com
- Leisurepro ו- Aquaviews. (2018). החוק של הנרי הוחזר ב- 10 במאי 2018, מ: leisurepro.com
- קרן אננברג. (2017). פרק 7: חוק הנרי. הוחזר ב -10 במאי 2018, מתוך: lear.org
- מוניקה גונזלס. (25 באפריל 2011). חוק הנרי. הוחזר ב- 10 במאי 2018, מ: quimica.laguia2000.com
- איאן מיילס. (24 ביולי, 2009). צוֹלְלָן. . הוחזר ב -10 במאי 2018, מ: flickr.com