In der Physik ist das Gesetz von Henry eines der Gasgesetze, die von William Henry 1803 formuliert sind. Es stellt dass fest:

:At eine unveränderliche Temperatur, der Betrag von gegebenem Benzin, das sich in einem gegebenen Typ und Volumen von Flüssigkeit auflöst, ist zum teilweisen Druck dieses Benzins im Gleichgewicht mit dieser Flüssigkeit direkt proportional.

Eine gleichwertige Weise, das Gesetz festzusetzen, besteht darin, dass die Löslichkeit eines Benzins in einer Flüssigkeit zum Druck des Benzins direkt proportional ist. Wie man seitdem gezeigt hat, hat sich das Gesetz von Henry um eine breite Reihe von verdünnten Lösungen, nicht bloß denjenigen von Benzin beworben.

Ein tägliches Beispiel des Gesetzes von Henry wird durch kohlensäurehaltige alkoholfreie Getränke angeführt. Vor der Flasche oder Dose wird geöffnet, das Benzin über dem Getränk ist fast reines Kohlendioxyd an einem Druck ein bisschen höher als atmosphärischer Druck. Das Getränk selbst enthält aufgelöstes Kohlendioxyd. Wenn die Flasche oder Dose, etwas von diesem Benzin Flüchte geöffnet werden, das charakteristische Zischen (oder "Knall" im Fall von einer Schaumwein-Flasche) gebend. Weil der Druck über der Flüssigkeit jetzt niedriger ist, kommt etwas vom aufgelösten Kohlendioxyd aus der Lösung als Luftblasen. Wenn ein Glas des Getränks im Freien verlassen wird, wird die Konzentration des Kohlendioxyds in der Lösung in Gleichgewicht mit dem Kohlendioxyd in der Luft eintreten, und das Getränk wird "Wohnung" gehen. Bemerken Sie, dass der Druck, der über dem Getränk im gesiegelten Behälter handelt, aus dem teilweisen Druck des Kohlendioxyds kommen muss. Wenn das Benzin nur Luft ist, würde es dieselbe Wirkung nicht erzeugen, selbst wenn der Druck-Wert dasselbe ist.

Ein ein bisschen exotischeres Beispiel des Gesetzes von Henry ist in der Dekompressions- und Dekompressionskrankheit von Tauchern.

Formel und die Gesetzkonstante von Henry

Das Gesetz von Henry kann in mathematische Begriffe (bei der unveränderlichen Temperatur) als gestellt werden

wo p der teilweise Druck des solute im Benzin über der Lösung ist, ist c die Konzentration des solute, und k ist eine Konstante mit den Dimensionen des durch die Konzentration geteilten Drucks. Die Konstante, die als die Gesetzkonstante von Henry bekannt ist, hängt vom solute, dem Lösungsmittel und der Temperatur ab.

Einige Werte für k für Benzin, das in Wasser an 298 K aufgelöst ist, schließen ein:

:oxygen (O): 769.2 L · atm/mol

:carbon-Dioxyd (CO): 29.41 L · atm/mol

:hydrogen (H): 1282.1 L · atm/mol

Es gibt andere Formen des Gesetzes von Henry, von denen jede den unveränderlichen k verschieden definiert und verschiedene dimensionale Einheiten verlangt. Insbesondere die "Konzentration" des solute in der Lösung kann auch als ein Maulwurf-Bruchteil oder als ein molality ausgedrückt werden.

Andere Formen des Gesetzes von Henry

Es gibt verschiedene andere Formen des Gesetzes von Henry, die in der technischen Literatur besprochen werden.

wo:

:c = Betrag-Konzentration von Benzin in der Lösung (in mol/L)

:p = teilweiser Druck von Benzin über der Lösung (in atm)

:x = Maulwurf-Bruchteil von Benzin in der Lösung (ohne Dimension)

Wie durch das Vergleichen der Gleichungen im obengenannten Tisch gesehen werden kann, ist der unveränderliche Gesetzk von Henry einfach das Gegenteil des unveränderlichen k. Da der ganze k die Gesetzkonstanten von Henry genannt werden kann, müssen Leser der technischen Literatur ganz darauf achten zu bemerken, welche Version der Gesetzgleichung von Henry verwendet wird.

Es sollte auch bemerkt werden, dass das Gesetz von Henry ein Begrenzungsgesetz ist, das sich nur um genug verdünnte Lösungen bewirbt. Die Reihe von Konzentrationen, in denen es gilt, wird schmaler mehr das System weicht vom idealen Verhalten ab. Grob ist das Sprechen, das chemischer verschieden der solute ist, vom Lösungsmittel.

Es gilt auch nur einfach wegen Lösungen, wo das Lösungsmittel chemisch mit dem Benzin nicht reagiert, das wird auflöst. Ein allgemeines Beispiel eines Benzins, das wirklich mit dem Lösungsmittel reagiert, ist Kohlendioxyd, das kohlenstoffhaltige Säure (HCO) bis zu einem gewissen Grad mit Wasser bildet.

Temperaturabhängigkeit des unveränderlichen Henrys

Wenn sich die Temperatur eines Systems ändert, wird sich der unveränderliche Henry auch ändern. Das ist, warum einige Menschen es vorziehen, es Koeffizienten von Henry zu nennen. Es gibt vielfache Gleichungen, die die Wirkung der Temperatur auf der Konstante bewerten. Diese Formen des Kombis 't Gleichung von Hoff sind Beispiele:

:k für eine gegebene Temperatur ist die Gesetzkonstante von Henry (wie definiert, in der ersten Abteilung dieses Artikels). Bemerken Sie, dass das richtige Zeichen von C entweder k abhängt oder k verwendet wird.

:T ist die thermodynamische Temperatur d. h. der Wert in K],

:T bezieht sich auf die Standardtemperatur (298 K).

Diese Gleichung ist nur eine Annäherung, und sollte nur verwendet werden, wenn nicht besser experimentell abgeleitete Formel für ein gegebenes Benzin bekannt ist.

Der folgende Tisch verzeichnet einige Werte für unveränderlichen C (in kelvins) in der Gleichung oben:

Weil die Löslichkeit von dauerhaftem Benzin gewöhnlich mit der Erhöhung der Temperatur um die Raumtemperatur abnimmt, muss der teilweise Druck, den eine gegebene Gaskonzentration in Flüssigkeit hat, zunehmen. Während sie Wasser (gesättigt mit dem Stickstoff) von 25 °C bis 95 °C heizen wird, wird die Löslichkeit zu ungefähr 43 % seines Anfangswerts abnehmen. Das kann nachgeprüft werden, wenn man Wasser in einem Topf heizt: Kleine Luftblasen entwickeln sich und erheben sich, lange bevor das Wasser kochende Temperatur erreicht. Ähnlich flüchtet das Kohlendioxyd von einem kohlensäurehaltigen Getränk viel schneller, wenn das Getränk weil der erforderliche teilweise Druck von CO nicht abgekühlt wird, um dieselben Löslichkeitszunahmen in höheren Temperaturen zu erreichen. Der teilweise Druck von CO im Benzin führt Gleichgewicht mit dem Meerwasser stufenweise ein verdoppelt sich mit jeder 16 K-Zunahme in der Temperatur.

Der unveränderliche C kann als betrachtet werden: