ヘンリー方程式の法則、偏差、応用



の ヘンリーの法則 一定温度では、液体に溶けている気体の量は液体表面の分圧に正比例する.

それはイギリスの物理学者そして化学者William Henryによって1803年に仮定された。その法則は、このように解釈することもできます。液体への圧力が増加すると、その中に溶解するガスの量が多くなります。.

ここでガスは溶液の溶質と見なされます。固体溶質とは異なり、温度は溶解度に悪影響を及ぼします。従って、温度が上昇するにつれて、気体は表面から表面に向かってより容易に液体から逃げる傾向がある。.

これは、温度が上がると気体分子にエネルギーが与えられ、気体分子同士が衝突して気泡を形成するためです（上の画像）。それから、これらの泡は外的な圧力を克服し、液体から逃げる.

外圧が非常に高く、液体が冷たいままであれば、気泡は可溶化され、ほんの数個の気体分子だけが表面を「捉え」ます。.

索引

  • 1ヘンリーの法則
  • 2逸脱
  • 3液体への気体の溶解度
    • 3.1不飽和
    • 3.2飽和
    • 3.3過飽和
  • 4アプリケーション
  • 5例
  • 6参考文献 

ヘンリーの法則

次の式で表すことができます。

P = KH∙C

ここで、Pは溶存ガスの分圧です。 Cはガスの濃度です。とKH ヘンリー定数.

ガスの分圧は個々の全ガス混合物の一種を個々に及ぼすものであることを理解する必要がある。そして総圧力は、すべての分圧の合計を超えてはなりません（ダルトンの法則）。

P合計= P1 + P2 + P3+... + Pn

混合物を構成する気体種の数は、 n. たとえば、液体の表面に水蒸気とCOがあるとします。2, n 2に等しい.

逸脱

液体に溶けにくい気体の場合、この解は理想的には溶質に対するヘンリーの法則に従います。.

ただし、圧力が高いと、ヘンリーからの偏差が発生します。これは、ソリューションが理想的な希釈として動作しなくなるためです。.

どういう意味ですか？溶質 - 溶質および溶質 - 溶媒の相互作用がそれら自身の効果を持ち始めること。溶液が非常に希釈されているとき、気体分子は溶媒によって「排他的に」囲まれ、それら自身の間で起こり得る衝突を軽視する。.

したがって、溶液が理想的に希釈されなくなると、Pチャートの線形挙動が失われることが観察されます。私は vs X私は.

この側面の結論として：Henryの法則は理想的な希薄溶液中の溶質の蒸気圧を決定します。溶媒については、Raoultの法則が適用されます。

PA = XA∙PA*

液体への気体の溶解度

水中の砂糖のように、気体が液体によく溶けている場合、それは環境と区別することができず、したがって均質な溶液を形成する。言い換えれば、液体（または砂糖の結晶）に気泡は見られません。.

しかし、気体分子の効率的な溶媒和は、液体の温度、それに影響を与える圧力、および液体と比較したこれらの分子の化学的性質などのいくつかの変数に依存します。.

外圧が非常に高い場合、気体が液体の表面を貫通する可能性が高まります。そして他方では、溶解した気体分子は、外部への脱出を達成するために入射圧力を克服することがより困難である。.

液体 - 気体系が撹拌されている場合（それは海中およびタンク内の空気ポンプ中で起こるように）、気体の吸収が好ましい。.

そして、溶媒の性質はガスの吸収にどのように影響しますか？それが水のように極性であるならば、それは極性溶質に対して、すなわち永久双極子モーメントを持つそれらの気体に対して親和性を示すでしょう。炭化水素や脂肪のように無極性の場合は、無極性の気体分子が優先されます。

例えば、アンモニア（NH3）は水素結合による相互作用により水に非常に溶けやすいガスです。その水素（H2小分子が無極性で、水との相互作用が弱い.

また、液体中のガス吸収過程の状態に応じて、以下の状態が成り立ちます。

不飽和

それがより多くのガスを溶解することができるとき、液体は不飽和です。これは、外圧が液体の内圧より大きいためです。.

飽和した

液体はガスの溶解度のバランスを確立します。これは、ガスが液体に浸透するのと同じ速度でガスが逃げることを意味します.

また、次のように見ることもできます。3つの気体分子が空気中に逃げると、3つの他の分子が同時に液体に戻る.

過飽和

液体は、その内圧が外圧よりも高いときに気体で過飽和になる。そして、システムの最小の変化の前に、それは平衡が回復するまで過剰な溶存ガスを放出します.

アプリケーション

- ヘンリーの法則は、人体のさまざまな組織における不活性ガス（窒素、ヘリウム、アルゴンなど）の吸収を計算するために適用することができます。解凍.

- 重要な用途は血液中のガスの飽和です。血液が不飽和状態になると、ガスは飽和してそれ以上溶けなくなるまでガスを溶かします。これが起こると、血中の溶存ガスが空気中に入ります.

- ソフトドリンクのガス化は、ヘンリーの法則の一例です。ソフトドリンクはCOがあります2 高圧下で溶解して、それを構成する各組み合わせ成分を維持する。そしてまた、それはずっと長い間特徴的な風味を保持します.

ソーダの瓶が覆われていないと、液体にかかる圧力が下がり、その場で圧力がかかります。.

液体への圧力が低いため、COの溶解度2 それは降下して大気に逃げる（それは底からの泡の上昇で気づかれることができる）.

- ダイバーがより深いところまで降下すると、外部の圧力がそれを妨げ、個人の血液に溶け込むので、吸入された窒素は逃げることができません。.

ダイバーが急に地表に上がると、外圧が低くなると、窒素が血中で泡立ち始めます。.

これは減圧不快感として知られているものを引き起こします。それはダイバーがゆっくり上昇することを要求されているので、窒素が血液からもっとゆっくり逃げるのがこの理由のためです.

- 分子状酸素減少の影響に関する研究2）登山者の血液や組織、あるいは高地での長期滞在を伴う活動の実践者、およびやや高い場所の住民に溶解.

- 激しく放出される可能性のある大量の水中の溶存ガスの存在によって引き起こされる可能性がある自然災害を回避するために使用される方法の研究と改善.

例

ヘンリーの法則は、分子が平衡状態にあるときにのみ適用されます。いくつか例を挙げます。

- 酸素溶液（O2）この分子は血流中では水に溶けにくいと考えられていますが、その中のヘモグロビンの含有量が高いためにその溶解度は大きく増加します。したがって、各分子のヘモグロビンは、代謝に使用される組織内に放出される４つの酸素分子に結合することができる。.

- 1986年に、ニヨス湖（カメルーンにある）から突然放出された二酸化炭素の厚い雲があり、約1,700人の人々と多数の動物を窒息させました。.

- ある種の気体が液体種中に示す溶解度は、気体圧力が増加するにつれて通常増加するが、ある種の高圧では窒素分子（Ｎ 2）のようなある種の例外がある。2）.

- 溶質として作用する物質と溶媒として作用する物質との間に化学反応がある場合、ヘンリーの法則は適用されません。塩酸（ＨＣｌ）のような電解質の場合がそうである。.

参考文献

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