Henry's Law Beispiel Problem

Henrys Gesetz ist ein Gasgesetz, das 1803 vom britischen Chemiker William Henry formuliert wurde. Das Gesetz besagt, dass bei einer konstanten Temperatur die Menge an gelöstem Gas in einem Volumen einer bestimmten Flüssigkeit direkt proportional zum Partialdruck des Gases im Gleichgewicht mit ist die Flüssigkeit. Mit anderen Worten ist die Menge an gelöstem Gas direkt proportional zum Partialdruck seiner Gasphase. Das Gesetz enthält einen Proportionalitätsfaktor, der als Henry-Konstante bezeichnet wird.

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie das Henry-Gesetz zur Berechnung der Konzentration eines Gases in Lösung unter Druck verwendet wird.

Henry's Law Problem

Wie viele Gramm Kohlendioxidgas sind in einer 1 - l - Flasche kohlensäurehaltigen Wassers gelöst, wenn der Hersteller beim Abfüllen bei 25 ° C einen Druck von 2,4 atm verwendet? Gegeben: KH CO2 in Wasser = 29,76 atm / (mol / l) ) bei 25 ° CLösungWenn ein Gas in einer Flüssigkeit gelöst wird, erreichen die Konzentrationen schließlich ein Gleichgewicht zwischen der Gasquelle und der Lösung. Henrys Gesetz zeigt, dass die Konzentration eines gelösten Gases in einer Lösung direkt proportional zum Partialdruck des Gases über der Lösung ist. P = KHC wobei: P der Partialdruck des Gases über der Lösung ist. KH ist die Konstante des Henrys Gesetzes für die Lösung ist C die Konzentration des gelösten Gases in Lösung. C = P / KHC = 2,4 atm / 29,76 atm / (mol / l) C = 0,08 mol / l Da wir nur 1 l Wasser haben, haben wir 0,08 mol von CO.

Mol nach Gramm umrechnen:

Masse von 1 Mol CO₂ = 12+ (16 × 2) = 12 + 32 = 44 g

g CO2 = Mol CO2 x (44 g / Mol) g CO2 = 8,06 x 10 & supmin; ² Mol x 44 g / Mol CO2 = 3,52 gAntwort

Es werden 3,52 g CO₂ gelöst in einer 1 l Flasche kohlensäurehaltigem Wasser vom Hersteller.

Bevor eine Dose Soda geöffnet wird, ist fast das gesamte Gas über der Flüssigkeit Kohlendioxid. Wenn der Behälter geöffnet wird, entweicht das Gas, senkt den Kohlendioxidpartialdruck und lässt das gelöste Gas aus der Lösung austreten. Aus diesem Grund ist Soda kohlensäurehaltig.

Andere Formen von Henrys Gesetz

Die Formel für das Henry-Gesetz kann auf andere Weise geschrieben werden, um einfache Berechnungen unter Verwendung verschiedener Einheiten, insbesondere von K, zu ermöglichen_H. Hier sind einige gebräuchliche Konstanten für Gase in Wasser bei 298 K und die anwendbaren Formen des Henry-Gesetzes:

Gleichung	K_H = P / C	K_H = C / P	K_H = P / x	K_H = C_aq / C_Gas
Einheiten	[L_soln Atm / mol_Gas]	[mol_Gas / L_soln · Atm]	[atm · mol_soln / mol_Gas]	dimensionslos
Ö₂	769,23	1.3 E-3	4,259 E4	3,180 E-2
H₂	1282.05	7.8 E-4	7,088 E4	1,907 E-2
CO₂	29,41	3.4 E-2	0,163 E4	0,8317
N₂	1639,34	6.1 E-4	9,077 E4	1,492 E-2
Er	2702.7	3.7 E-4	14,97 E4	9.051 E-3
Ne	2222,22	4.5 E-4	12.30 E4	1.101 E-2
Ar	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

Wo:

L_soln ist Liter Lösung.
c_aq ist Mol Gas pro Liter Lösung.
P ist der Partialdruck des Gases über der Lösung, typischerweise in absoluten Atmosphärendruck.
x_aq ist der Molenbruch des in Lösung befindlichen Gases, der ungefähr den Molen Gas pro Mol Wasser entspricht.
atm bezieht sich auf Atmosphären absoluten Drucks.

Anwendungen des Henry-Gesetzes

Das Henry-Gesetz ist nur eine Annäherung, die für verdünnte Lösungen gilt. Je weiter ein System von idealen Lösungen abweicht (wie bei jedem Gasgesetz), desto ungenauer wird die Berechnung. Im Allgemeinen funktioniert Henrys Gesetz am besten, wenn der gelöste Stoff und das Lösungsmittel chemisch ähnlich sind.

Henrys Gesetz wird in praktischen Anwendungen verwendet. Beispielsweise wird es verwendet, um die Menge an gelöstem Sauerstoff und Stickstoff im Blut von Tauchern zu bestimmen, um das Risiko einer Dekompressionskrankheit (die Kurven) zu bestimmen..

Referenz für KH-Werte

Francis L. Smith und Allan H. Harvey (Sept. 2007), "Vermeiden Sie häufige Fallstricke bei der Anwendung des Henry-Gesetzes", "Chemical Engineering Progress" (CEP), S. 33-39

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