Henryho zákon

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

William Henry
William Henry

Obsah

[editovat] První formulace

Henryho zákon byl formulován anglickým chemikem Williamem Henrym. Zkoumal tlak par nad reálnými roztoky a zjistil, že za pro páry rozpuštěné látky platí přímá úměra mezi tlakem par rozpuštěné látky a molárním zlomkem xI této látky v roztoku. Konstantou úměrnosti je Henryho konstanta - KI, charakteristická pro daný plyn.


pI = KI * xI


Tento vztah je analogický k Raoultovu zákonu. Liší se pouze konstantou úměrnosti. V Raoultově zákonu vystupuje tenze par čisté látky za standartních podmínek. Tento zákon, ale platí naopak pro rozpouštědlo, pro látku v nadbytku.

Vidíme tedy, že tenze par nad rozpouštědlem je přímo úměrná molárnímu zlomku této látky v roztoku. Pro látku ve velkém nadbytku se tenze páry příliš neliší od tenze par čisté látky a pro velmi zředěné roztoky tento zákon přibližně platí. Naopak tenze par minoritní složky se velmi liší od tenze par čisté látky, a proto se zavedla empiricky stanovovaná Henryho konstanta.

[editovat] Druhá formulace

Druhá užitečná formulace toho zákona zní: Henryho zákon vyjadřuje závislost rozpustnosti xI plynu v kapalině na jeho tlaku pI nad kapalinou při konstantní teplotě.

xI = pI / KI

Henryho konstanta závisí na teplotě. S rostoucí teplotou se snižuje. To lze velmi snadno vypozorovat v praxi. Stačí ohřát vodu na teplotu okolo 50°C a začnou se objevovat první bublinky. To nejsou bublinky vodní páry, ale plyny ve vodě rozpuštěné - z největší části dusík.

[editovat] Další tvary

V technické literatuře je možné nalézt další tvary, kde místo molárního zlomku nebo tlaku vystupuje koncentrace. S tím se také mění rozměr Henryho konstanty. Více najdete na anglické wikipedii.

[editovat] Ideální roztok

Roztok, ve kterém platí Raoultův zákon pro jakoukoliv složku a pro jakýkoliv poměr složek se nazývá ideální. Předpokládáme u něj ideální chování - interakce částic A-B jsou stejné jako interakce A-A a B-B. Zanedbáváme tedy rozdílnost interakcí typu dipól-dipól, hydrofobní interakce, vodíkové můstky nebo Van der Waalsovy síly. Díky nim se určitá složka může vypařovat více než předpovídá Raoultův zákon a méně než předpovídá Henryho zákon. Navíc závislost tenze páry (míry vypařování) na molárním zlomku není lineární.

[editovat] Praktické využití

Henryho konstanty se tabelují a jak bylo řečeno určují rozpustnost plynu v kapalině. Toho se využívá například při stanovování doby, po kterou mohou potápěči zůstat pod vodou v určité hloubce a jestli při vynořování musí dělat bezpečností zastávku ve 3 metrech. Při sestupu pod hladinu totiž vzrůstá hydrostatický tlak a zároveň tlak plynu, který potápeč vdechuje a rozpouští se mu v krvi. Při výstupu se tlak okolní tlak snižuje a tudíž se zvětšuje objem, který zaujímá. Při rychlém výstupu hrozí tzv. kesonová nemoc tj. vznik bublinek plynu, které ucpávají krevní řečiště a jsou tak životu nebezpečné.

[editovat] Odkazy

1. http://en.wikipedia.org/wiki/William_Henry_%28chemist%29

[editovat] Použitá literatura

1. Zusková, I.: Stručné poznámky k přednášce z Fyzikální chemiie I.
2. anglická wikipedie: http://en.wikipedia.org/wiki/Henry%27s_law
3. Atkins, P., de Paula, J. : Physical chemistry, seventh edition, Wh.Freeman,