はじめに:
Charles Coulston Gillispie、John Dalton によると、「気相では、気体粒子の互いの分離は、溶液中の原子間距離と適度な整数関係を持つと想定されています。この比率が特定の温度で各ガスに対して一定である場合、結果としてヘンリーの法則に従います。」
減圧中に変化する水中ダイバーの血液中の酸素と窒素の深さに依存した溶解は、減圧症を引き起こし、ヘンリーの法則が実際に働いている例です。溶存二酸化炭素を含む炭酸飲料との出会いは日常的な例です。容器内の飲み物の上の気体は、開封前は実質的に純粋な二酸化炭素であり、大気圧よりも高い圧力になっています。この気体は、容器が開封されると漏れ出し、液体の上の二酸化炭素の分圧が低下し、溶存二酸化炭素が溶液から出る際の脱気。
ヘンリーの法則式:
次の式を使用して、ヘンリーの法則を表すことができます:
C=kP ガス
所定の温度における特定の溶媒中のガスの溶解度は C で表されます。さらに、単位は M またはガス /L のいずれかです。ヘンリーの法則の定数は、定数である記号 k で表されます。さらに、Pgas はガスの分圧を表します。
さまざまな形式のヘンリーの法則の定数:
ヘンリーの法則の比例定数は、さまざまな方法で定義できます。これらのパスは、2 つの基本的なカテゴリに分けることができます。まず、分子として水相を使用し、分母として気相を使用する方法があります (「aq/gas」)。これにより、溶解度定数 H が得られます ヘンリーの法則。さらに、物質の溶解度が大きくなるにつれて、その値も大きくなります。または、分子と分母を入れ替えて ("gas/aq")、 K ひ ヘンリーの法則のボラティリティ定数。また、溶解度が上がるとKの値が ひ
次の要因は、気体のヘンリーの法則定数の値に影響します:
- ガスの組成
- 溶剤の組成
- 圧力と温度
その結果、以下に視覚的に示すように、異なる溶媒中の異なるガスは、異なるヘンリーの法則の定数を持ちます。
ヘンリーの法則の限界:
- この法則は、システムの分子が平衡状態にある場合にのみ適用されます。
- ガスが非常に高い圧力を受けると、ヘンリーの法則は適用されません。
- 気体と溶液が互いに化学反応を起こす場合、法律は適用されません。
地球化学におけるヘンリーの法則:
地球化学の分野では、ヘンリーの法則は非常に役に立ちます。この法則は、鉱山のガス濃度を計算するために使用できます。さらに、溶液が無限希釈近くで調製されると、ヘンリーの法則はさまざまな溶質の計算に役立ちます。この法則は、湖、海、その他の水域のガス濃度を計算するために環境化学者によっても使用されます。
ヘンリーの法則は、希薄な溶液で機能する大まかな近似です。さらに、システムが理想的なソリューションからさらに逸脱するほど、計算の精度は低下します。さらに、溶媒と溶質が化学的に類似している場合、この法則は最もよく機能します。
ヘンリーの法則の適用:
- 炭酸飲料の製造
CO2 溶解度は高圧下で増加します。ボトルが大気圧で開かれると溶解度が低下し、気泡が液体から排出されます。
- 登山者や高地に住む人々は、この恩恵を受けるでしょう。
低酸素症とは、血液や組織中の酸素濃度が非常に低く、人が弱く感じ、明確に考えることができない状況です.
- スキューバ ダイビングに関しては、
静水圧のため、ガスは深さとともに増加する大気圧で呼吸されます。ヘンリーの法則によると、ガスの溶解度は深さとともに増加するため、体組織は、深さで飽和するまで、時間の経過とともにより多くのガスを取り込みます。ダイバーが浮上すると、減圧され、溶解度が低下します。組織に溶解したガス。過飽和度が高すぎると気泡が形成および成長する可能性があり、これらの気泡の存在により、毛細血管が閉塞したり、より固い組織が歪んだりして、減圧症を引き起こす可能性があります。危害を避けるために、ダイバーは、余分な溶解ガスが血液によって取り除かれ、肺ガスに排出されるのに十分なほどゆっくりと浮上する必要があります.
結論:
ヘンリーの法則は、希薄な溶液で使用できる単なる大まかな近似です。システムが理想解からさらに逸脱するほど、計算の精度は低下します (気体の法則と同様)。一般に、ヘンリーの法則は、溶質と溶媒が化学的に同等である場合に最も効果的です。
ヘンリーの法則は現実の状況で採用されています。したがって、この法則は、科学的または日常的な日常のさまざまな状況で調整されます。
