HENRY YASASI: DENKLEM, SAPMA, UYGULAMALAR - KIMYA - 2025

Henry sitesindeki yasası sabit sıcaklıkta, bir sıvı içinde çözülmüş gaz miktarı, sıvının yüzeyi üzerinde kısmi basıncı ile doğru orantılı olduğu durumları.

1803'te İngiliz fizikçi ve kimyager William Henry tarafından öne sürüldü. Onun kanunu da şu şekilde yorumlanabilir: Sıvı üzerindeki basınç artarsa, içinde çözünen gaz miktarı da o kadar büyük olacaktır.

Burada gaz, çözeltinin çözünen maddesi olarak kabul edilir. Katı çözünen maddenin aksine, sıcaklığın çözünürlüğü üzerinde olumsuz bir etkisi vardır. Böylece sıcaklık arttıkça gaz sıvıdan yüzeye doğru daha kolay kaçma eğilimi gösterir.

Bunun nedeni, sıcaklıktaki artışın, kabarcıklar oluşturmak için birbirleriyle çarpışan gaz halindeki moleküllere enerji katmasıdır (üstteki resim). Bu kabarcıklar daha sonra dış basıncın üstesinden gelir ve sıvının sinüsünden kaçar.

Dış basınç çok yüksekse ve sıvı soğuk tutulursa, kabarcıklar çözülür ve yüzeyde yalnızca birkaç gaz molekülü "havada asılı kalır".

Henry Yasası Denklemi

Aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:

P = K _H ∙ C

P, çözünmüş gazın kısmi basıncı olduğunda; C, gaz konsantrasyonudur; ve K _H , Henry'nin sabitidir.

Bir gazın kısmi basıncının, toplam gaz karışımının geri kalanının bir türü tarafından ayrı ayrı uygulandığını anlamak gerekir. Ve toplam basınç, tüm kısmi basınçların toplamından başka bir şey değildir (Dalton Yasası):

P _Toplam = P ₁ + P ₂ + P ₃ +… + P _n

Karışımı oluşturan gaz türlerinin sayısı n ile temsil edilir. Örneğin, bir sıvının yüzeyinde su buharı ve CO ₂ varsa , n 2'ye eşittir.

Sapma

Sıvılarda zayıf çözünür gazlar için çözelti ideale yakındır ve Henry'nin çözünen madde yasasına uygundur.

Ancak basınç yüksek olduğunda Henry'ye göre bir sapma olur çünkü çözelti ideal bir seyreltik gibi davranmayı bırakır.

Bu ne demek? Bu çözünen-çözünen ve çözünen-çözücü etkileşimleri kendi etkilerine sahip olmaya başlar. Çözelti çok seyreltildiğinde, gaz molekülleri, aralarındaki olası karşılaşmaları ihmal ederek "yalnızca" çözücü ile çevrelenir.

Bu nedenle, çözelti artık ideal olarak seyreltilmediğinde, doğrusal davranış kaybı P _i - X _i grafiğinde gözlenir .

Bu açıdan sonuç olarak: Henry yasası, ideal bir seyreltik çözeltideki bir çözünen maddenin buhar basıncını belirler. Çözücü için Raoult yasası geçerlidir:

P _A = X _A ∙ P _A ^*

Bir gazın sıvıda çözünürlüğü

Bir gaz, sudaki şeker gibi bir sıvıda iyice çözüldüğünde ortamdan ayırt edilemez, dolayısıyla homojen bir çözelti oluşturur. Başka bir deyişle: sıvıda (veya şeker kristallerinde) kabarcık gözlenmez.

Bununla birlikte, gaz halindeki moleküllerin verimli çözülmesi, sıvının sıcaklığı, onu etkileyen basınç ve sıvınınkilere kıyasla bu moleküllerin kimyasal yapısı gibi bazı değişkenlere bağlıdır.

Dış basınç çok yüksekse, sıvı yüzeyine gazın nüfuz etme şansı artar. Öte yandan, çözünmüş gaz halindeki moleküller, dışarıya kaçmak için olay basıncının üstesinden gelmeyi daha zor buluyor.

Sıvı gaz sistemi çalkalama altındaysa (denizde ve balık tankı içindeki hava pompalarında olduğu gibi), gazın emilmesi tercih edilir.

Çözücünün doğası bir gazın emilimini nasıl etkiler? Bu, su gibi kutupsal ise, kutupsal çözünen maddelere, yani kalıcı bir dipol momentine sahip gazlara afinite gösterecektir. Hidrokarbonlar veya yağlar gibi apolar ise, apolar gaz molekülleri tercih edecektir.

Örneğin, amonyak (NH ₃ ), hidrojen bağı etkileşimlerinden dolayı suda çok çözünür bir gazdır. Birlikte, hidrojen (H ₂ olan küçük moleküllü apolar olup, zayıf su ile etkileşimde).

Ayrıca, sıvıdaki gaz emme işleminin durumuna bağlı olarak, içlerinde aşağıdaki durumlar oluşturulabilir:

Doymamış

Daha fazla gazı çözebildiği zaman sıvı doymamış haldedir. Bunun nedeni, dış basıncın sıvının iç basıncından daha büyük olmasıdır.

Doymuş

Sıvı, gazın çözünürlüğünde bir denge kurar, bu da gazın sıvıya girdiği hızda kaçması anlamına gelir.

Şöyle de görülebilir: Üç gaz halindeki molekül havaya kaçarsa, diğer üçü aynı anda sıvıya geri dönecektir.

oversaturated

Sıvı, iç basıncı dış basınçtan yüksek olduğunda gaza aşırı doyurulur. Ve sistemde minimum bir değişiklikle, denge sağlanana kadar fazla çözünmüş gazı serbest bırakır.

Uygulamalar

- Henry kanunu, insan vücudunun farklı dokularındaki inert gazların (nitrojen, helyum, argon vb.) Emilimini hesaplamak için uygulanabilir ve bunlar Haldane'nin teorisi ile birlikte tabloların temelini oluşturur. baskıyı azaltma.

- Önemli bir uygulama kandaki gazın doygunluğudur. Kan doymamış olduğunda, gaz doygun hale gelene ve daha fazla çözülmeyi bırakana kadar içinde çözünür. Bu gerçekleştiğinde, kanda çözünen gaz havaya geçer.

- Alkolsüz içeceklerin gazlaştırılması, Henry yasasının uygulanan bir örneğidir. Meşrubat CO var ₂ bu şekilde telafi kombine bileşenlerin her birinin muhafaza yüksek basınç altında çözündürüldü; ve ayrıca karakteristik tadı çok daha uzun süre korur.

Soda şişesi kapağı açıldığında, sıvının üstündeki basınç azalır ve anında serbest kalır.

Sıvı üzerindeki basınç, artık, daha düşük CO çözünürlüğünün olduğu için ₂ damla ve çevreye kaçar (bu alttan kabarcıkların yükselmesini fark edilebilir).

- Bir dalgıç daha derinlere inerken, solunan nitrojen kaçamaz çünkü dış basınç bunu engelleyerek kişinin kanında çözülür.

Dalgıç, dış basıncın tekrar düştüğü yüzeye hızla yükseldiğinde, nitrojen kana kabarmaya başlar.

Bu, dekompresyon hastalığı olarak bilinen duruma neden olur. Bu nedenle dalgıçların yavaşça yükselmesi gerekir, böylece nitrojen kandan daha yavaş kaçar.

- Dağcıların kanında ve dokularında çözünen moleküler oksijendeki (O ₂ ) azalmanın etkilerinin incelenmesi veya yüksek rakımlarda uzun süre kalmayı gerektiren faaliyetlerin uygulayıcılarının yanı sıra oldukça yüksek yerlerdeki sakinlerde.

- Şiddetle salınabilen devasa su kütlelerinde çözünmüş gazların varlığından kaynaklanabilecek doğal afetleri önlemek için kullanılan yöntemlerin araştırılması ve iyileştirilmesi.

Örnekler

Henry yasası yalnızca moleküller dengede olduğunda geçerlidir. İşte bazı örnekler:

- Kan sıvısı içindeki oksijenin (O ₂ ) çözünmesinde , bu molekül, içindeki yüksek hemoglobin içeriği nedeniyle çözünürlüğü önemli ölçüde artmasına rağmen, suda az çözünür olarak kabul edilir. Böylece her hemoglobin molekülü, metabolizmada kullanılmak üzere dokularda salınan dört oksijen molekülüne bağlanabilir.

- 1986 yılında, Nyos Gölü'nden (Kamerun'da bulunan) aniden kovulan, yaklaşık 1700 kişiyi ve çok sayıda hayvanı boğan kalın bir karbondioksit bulutu kaydedildi ve bu yasayla açıklandı.

- sıvı türlerde belirli bir gaz tezahür yüksek basınçlarda nitrojen molekülleri (N gibi bazı istisnalar olmasına rağmen, söz konusu gazın basıncı arttıkça artma eğiliminde olduğu çözünürlük ₂ ).

- Çözücü olarak davranan madde ile çözücü görevi gören madde arasında kimyasal bir reaksiyon olduğunda Henry yasası geçerli değildir; hidroklorik asit (HCl) gibi elektrolitler için durum böyledir.

Referanslar

1. Crockford, HD, Şövalye Samuel B. (1974). Fizikokimyanın temelleri. (6. baskı). Editör CECSA, Meksika. S 111-119.
2. Encyclopaedia Britannica'nın editörleri. (2018). Henry yasası. 10 Mayıs 2018'de britannica.com adresinden alındı
3. Byju en. (2018). Henry yasası nedir? 10 Mayıs 2018'de byjus.com adresinden alındı
4. Leisurepro ve Aquaviews. (2018). Henry Yasası 10 Mayıs 2018'de, Leisurepro.com adresinden alındı.
5. Annenberg Vakfı. (2017). Bölüm 7: Henry Yasası. 10 Mayıs 2018'de, learnner.org adresinden alındı
6. Monica Gonzalez. (25 Nisan 2011). Henry Yasası. 10 Mayıs 2018'de quimica.laguia2000.com adresinden alındı
7. Ian Myles. (24 Temmuz 2009). Dalgıç. . 10 Mayıs 2018'de flickr.com adresinden alındı