Utilizați legea lui Henry pentru a calcula concentrația de gaz

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


De-a lungul anilor, diferitele elemente chimice și stări ale materiei au constituit obiectul de studiu al Chimiei și Fizicii. Pentru a înțelege diferitele sale procese și caracteristici, au fost stabilite diferite legi, printre care se numără celebrele legi ale gazelor care au primit numele creatorilor lor, precum Avogadro, Gay-Lussac, Boyle, Charles, Graham, Dalton , printre alții . În acest caz, pentru a calcula concentrația unui gaz într-o soluție, vom aplica Legea lui Henry.

Care este legea lui Henry

William Henry (1774-1836) a fost un chimist britanic născut în Manchester, Anglia. Henry s-a specializat în studiul gazelor și a efectuat nenumărate experimente științifice.

Rezultatele muncii sale asupra gazelor, apei, temperaturii și presiunii, i-au permis să dezvolte legea care îi poartă numele, Legea lui Henry, în 1803. Această lege prevede că, având în vedere o temperatură constantă, cantitatea de gaz dizolvată într-un lichid, este proporţională cu presiunea parţială a gazului deasupra lichidului menţionat. Legea lui Henry se exprimă cu următoarea ecuație:

C = kH P

unde kH este constanta lui Henry, C este concentrația gazului și P este presiunea parțială a gazului. Constanta lui Henry este o valoare de proporționalitate care depinde de tipul de gaz, tipul de lichid și de temperatură.

Aceasta înseamnă că, cu cât presiunea gazului este mai mare pe un lichid, cu atât este mai mare cantitatea totală de gaz care poate fi dizolvată în acesta. In acest fel se va obtine o concentratie mai mare a gazului in lichid, adica va avea o solubilitate mai mare.

Este important de subliniat faptul că Legea lui Henry descrie comportamentul gazelor în anumite condiții specifice și particulare:

  • Temperatura trebuie să fie constantă.
  • Gazul trebuie să fie în echilibru cu soluția.
  • Presiunea gazului trebuie să fie relativ scăzută.
  • Gazul nu trebuie să reacționeze cu solventul.

Legea lui Henry poate fi observată în diferite situații din viața normală, în știință și în industrie. De exemplu, la scufundări, unde persoanele care coboară la anumite adâncimi trebuie ulterior să urce cu prudență deoarece pe măsură ce presiunea diferitelor gaze scade, solubilitatea lor în sânge scade și ea. Acest lucru poate determina formarea de bule și devine un risc major pentru sănătate.

Un alt exemplu este o băutură gazoasă. În el aerul este comprimat de presiunea puternică, dar la descoperirea acestuia, presiunea scade, precum și concentrația gazului, se formează bule.

constanta lui Henry

Constanta kH descrie interacțiunile care apar între un gaz și un solvent. Cu cât aceste interacțiuni sunt mai puternice, cu atât valoarea constantei este mai mare. Prin urmare, solubilitatea gazului în solventul menționat va fi, de asemenea, mai mare la aceeași temperatură și presiune.

Valoarea kH exprimă solubilitatea gazului la temperatura dată, când presiunea parțială este de 1 atm.

Problemă în aplicarea Legii lui Henry

Legea lui Henry este folosită pentru a afla concentrația unui gaz într-un lichid sau soluție. Pentru a afla cum să efectuați acest calcul, să ne uităm la următoarea problemă:

Să presupunem că vrem să știm câte grame de dioxid de carbon (CO 2 ) pot fi dizolvate într-o sticlă de 1 l de băutură răcoritoare carbogazoasă dacă în procesul de îmbuteliere se folosește o presiune de 2,4 atm la 25°C. În acest caz, kH de dioxid de carbon (CO 2 ) în apă este egal cu 0,0336 mol / (atm. L) la 25°C.

Pentru a rezolva această problemă trebuie să parcurgem următorii pași:

Primul pas:

Aplicați formula Legii lui Henry: C = kH P

C este concentrația gazului dizolvat în soluție. Prin urmare, pentru a obține valoarea lui C, trebuie să facem următorul calcul:

C = kH PC = 0,0336 mol / (atm. L) 2,4 atm

C = 0,0806 mol/L

Deoarece avem doar 1 L de apă, există 0,0806 mol de dioxid de carbon (CO 2 ).

Al doilea pas:

Convertiți moli în grame , mai întâi obținând masa molară și apoi transformând în grame (numărul de masă molară de moli)

Masa molară a CO 2  este egală cu 12 + (16 . 2) = 12 + 32 = 44 g / mol

Cantitatea de masă de CO 2  = masa molară · cantitatea de moli CO 2

Cantitatea de masă de CO2 =  44 g/mol 0,0806 mol

Cantitatea de masă de CO2 =  3,546 g

În acest fel, obținem că există 3,546 g de CO 2  dizolvate în sticla de 1 L de sifon.

Bibliografie

Borneo, R. Gaze. Probleme rezolvate. Seria: Probleme rezolvate la Chimie. Partea 1. Gaze ideale, legile gazelor . (2020, ediție Kindle). B0871KR5J2.

Woldeamanuel, MM Introducere în chimia fizică: manual de chimie fizică pentru studenții de știință și inginerie. (2020). Spania. Editorial academic spaniol.

Fuentes Rivas, RM Legile gazelor. (2016). Mexic. Universitatea Autonomă de Stat din Mexic. Disponibil la: http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/66577/secme-29297.pdf?sequence=1

-Publicitate-

mm
Cecilia Martinez (B.S.)
Cecilia Martinez (Licenciada en Humanidades) - AUTORA. Redactora. Divulgadora cultural y científica.

Artículos relacionados