Henry se wet

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Die rooi lyn gee Henry se wet, die blou ene die dampdruk wat afwyk van die regte lyne van Raoult se wet (in groen)

Henry se wet stel dat vir 'n voldoende verdunde oplossing wat nie ideaal is nie 'n eweredigheid bestaan tussen die konsentrasie van die opgeloste stof en sy parsiële dampdruk in ewewig bo die, gewoonlik waterige, oplossing. In hierdie verdunde gebied bly Raoult se wet geldig vir die oplosmiddel. Die groot verskil tussen die twee wette is dat die eweredigheidskonstante vir Raoult se wet gelyk is aan die dampdruk van die suiwere komponent. Vir Henry se wet wyk dit daarvan af en moet dit apart deur meting bepaal word.[1]

Definisies[wysig | wysig bron]

Die eweredigheidskonstante word Henry se konstante genoem en dit kan uitgedruk word as:

Waar:

  • = Henry se konstante. Dit word in literatuur verkry en word gewoonlik gegee by 25 grade C of 298.15 K.
  • = konsentrasie van die spesie A in die oplossing
  • = Dampdruk van spesie A in die gasmengsel bokant die wateroppervlak.

Gewoonlik word vir die konsentrasie die molariteit in [mol/L] geneem en die druk uitgedruk in [atm], maar baie andere kombinasies is moontlik. Die konsentrasie kan ook in molariteit [mol/kg] of molêre fraksie [dimensiloos] en die druk in bar, Pascal of torr uitgedruk word.

Dalton se wet bepaal dat:

Waar:

  • = Dampdruk van spesie A in die gasmengsel bokant die wateroppervlak.
  • = Molfraksie van spesie A in die gasmengsel.
  • = Druk van die gasmengsel bokant die wateroppervlak.

Dus is:

Alternatiewe definisie

Die definisie hierbo is ook nie die enigste moontlike nie. Dit kan ook as basis van die gaskonsentrasie pleks die dampdruk gegee word.

waarin R=die gaskonstante en T=temperatuur (in Kelvin)

Soms word die definisie ook omgedraai om die vlugtigheid pleks die oplosbaarheid van die opgeloste stof te benadruk. Gewoonlik word die molfraksie hier gebruik om die konsentrasie uit te druk

Dié konversie benodig die digtheid en die molêre massa van water.

Afhanklikheid van die temperatuur[wysig | wysig bron]

Die oplosbaarheid in die verdunde gebied is afhanklik van die temperatuur volgens:

waarin ΔoplH die oplossingsentalpie voorstel.

In geïntegreerde vorm is hierdie uitdrukking:

Omdat Henry-konstantes gewoonlik gegee word by 25 grade C (298.15 K) moet bogenoemde formule gebruik word om die Henry-konstante om te skakel na die vloeistoftemperatuur.

Toepassings[wysig | wysig bron]

Suurstof in water[wysig | wysig bron]

Suurstofkonsentrasie in water Henry konstantes 1.27 [mmol/atmL] en 1650 K

Henry se wet beskryf die suurstofgehalte in riviere en oseane. Die konstante se waarde vir suurstof (25 °C) is ongeveer en vir die temperatuurafhanklikheid ongeveer .

By 25 °C is die ewewigskonsentrasie vir suurstof dus 1,27[mmol/L.atm]*0.2[atm]*[32g/mol]= 8,1 mg/L. Dit verteenwoordig die maksimum by hierdie temperatuur. In riviere, mere ens. is diffusie uit die atmosfeer egter slegs een van drie faktore wat suurstof kan oplos. Die ander twee is wind- en golfaksie en die fotosintese deur plante en fitoplankton. Die konsentrasie sal laer wees in stilstaande water veral snags as die plante suurstof verbruik pleks van dit te produseer.

Die minimum gesonde suurstofkonsentrasie vir visse is ongeveer 5 mg/L[2] Konsentrasies laer dan 4 mg/L is skadelik. By konsentrasies van 2 mg/L sal visse poog om lug te hap en vrek dan.

By hoër temperature word die situasie vinnig problematies. Die ewewigskonsentrasie bereik die 5 mg/L grens by ongeveer 53 °C en is net 3,4 mg/L by 80 °C. Termiese besoedeling kan daarom maklik tot vissterfte lei.

Dekompressiesiekte[wysig | wysig bron]

Henry se wet is vir duikers 'n belangrike saak. Aangesien duikers onder 'n verhoogde druk asemhaal, is die hoeveelheid stikstof wat oplos in die bloed en die weefsels hoër as normaal. Indien hulle vinnig terugkeer na die oppervlak sal die oorskot uit oplossing kom en klein borrels vorm in die bloedvate, gewrigte en die brein. Dit gee aanleiding tot dekompressiesiekte.[3]

Literatuur[wysig | wysig bron]

Die volgende Henry-konstantes is geneem van Rolf Sander[4]:

Stof (by 25 °C of 298.15 K)
H2 0.00078 500
O2 0.00127 1700
CO2 0.0345 2400
CO 0.000909 1300
CH4 0.00134 1800
C2H6 0.0019 2350
C3H8 0.00145 2700
C4H10 0.0011 3100
C6H14 0.0007 7500
C7H16 0.0019 -3550
Ar 0.00141 1300
N2 0.000625 1300
H2O2 92000
NH3 55
HNO2 49
Cl2 0.082
SO2 1.2
He 0.000375 230
CH3OH 220

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Peter Atkins, Julio de Paula Physical Chemistry 10th ed., 2014, ISBN 978-1-4292-9019-7, bls 188
  2. Ruth Francis-Floyd Dissolved Oxygen for Fish Production, U. Florida (in en)”.
  3. André Coetzee Beginsels van narkose vir die voorgraadse student, 2012, ISBN 978-1920338-27-5
  4. Rolf Sander Compilation of Henry's Law Constants for Inorganic and Organic Species of Potential Importance in Environmental Chemistry, 1999 (in en)”.