UNDANG-UNDANG HENRY: PERSAMAAN, PENYIMPANGAN, APLIKASI - KIMIA - 2025

Undang - undang Henry menyatakan bahawa pada suhu tetap, jumlah gas terlarut dalam cecair berkadar langsung dengan tekanan separa pada permukaan cecair.

Ia didalilkan pada tahun 1803 oleh ahli fizik dan ahli kimia Inggeris William Henry. Hukumnya juga dapat ditafsirkan dengan cara ini: jika tekanan pada cecair meningkat, semakin besar jumlah gas yang dilarutkan di dalamnya.

Di sini gas dianggap sebagai zat terlarut larutan. Tidak seperti zat terlarut pepejal, suhu mempunyai kesan negatif terhadap kelarutannya. Oleh itu, apabila suhu meningkat, gas cenderung keluar dari cecair dengan lebih mudah ke permukaan.

Ini disebabkan oleh fakta bahawa kenaikan suhu menyumbang tenaga kepada molekul gas, yang bertembung satu sama lain untuk membentuk gelembung (gambar atas). Gelembung ini kemudian mengatasi tekanan luaran dan melepaskan diri dari sinus cecair.

Sekiranya tekanan luaran sangat tinggi, dan cecair tetap sejuk, gelembung akan larut dan hanya beberapa molekul gas yang akan "melayang" di permukaan.

Persamaan Undang-undang Henry

Ia dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

P = K _H ∙ C

Di mana P adalah tekanan separa gas terlarut; C ialah kepekatan gas; dan K _H adalah pemalar Henry.

Perlu difahami bahawa tekanan separa gas adalah yang diberikan secara individu oleh spesies selebihnya dari keseluruhan campuran gas. Dan tekanan total tidak lebih dari jumlah semua tekanan separa (Dalton's Law):

P _Jumlah = P ₁ + P ₂ + P ₃ +… + P _n

Bilangan spesies gas yang membentuk campuran ditunjukkan oleh n. Contohnya, jika terdapat wap air dan CO ₂ di permukaan cecair , n sama dengan 2.

Penyimpangan

Untuk gas yang tidak larut dalam cecair, larutan tersebut hampir ideal, mematuhi undang-undang Henry untuk zat terlarut.

Namun, ketika tekanan tinggi, ada penyimpangan terhadap Henry, kerana penyelesaiannya berhenti berperilaku sebagai pencair yang ideal.

Apakah maksudnya? Interaksi zat terlarut dan pelarut larut mula memberi kesan tersendiri. Apabila larutan sangat cair, molekul gas "eksklusif" dikelilingi oleh pelarut, mengabaikan kemungkinan pertemuan antara mereka.

Oleh itu, apabila penyelesaiannya tidak lagi dicairkan, kehilangan tingkah laku linier diperhatikan dalam grafik P _i vs X _i .

Sebagai kesimpulan dari aspek ini: Hukum Henry menentukan tekanan wap zat terlarut dalam larutan cair yang ideal. Sementara untuk pelarut, hukum Raoult berlaku:

P _A = X _A ∙ P _A ^*

Keterlarutan gas dalam cecair

Apabila gas dilarutkan dengan baik dalam cairan, seperti gula di dalam air, gas tersebut tidak dapat dibezakan dari lingkungan, sehingga membentuk larutan yang homogen. Dengan kata lain: tidak ada gelembung yang diperhatikan dalam cecair (atau kristal gula).

Walau bagaimanapun, pemecahan molekul gas yang cekap bergantung pada beberapa pemboleh ubah seperti: suhu cecair, tekanan yang mempengaruhinya, dan sifat kimia molekul ini berbanding dengan cecair.

Sekiranya tekanan luaran sangat tinggi, kemungkinan gas menembusi permukaan cecair meningkat. Sebaliknya, molekul gas terlarut merasa lebih sukar untuk mengatasi tekanan kejadian untuk melarikan diri ke luar.

Sekiranya sistem gas-gas berada dalam keadaan gelisah (seperti di laut dan pam udara di dalam tangki ikan), penyerapan gas lebih disukai.

Dan bagaimana sifat pelarut mempengaruhi penyerapan gas? Sekiranya ini polar, seperti air, ia akan menunjukkan pertalian dengan zat terlarut polar, iaitu bagi gas yang mempunyai momen dipol kekal. Manakala jika ia adalah apolar, seperti hidrokarbon atau lemak, ia lebih suka molekul gas apolar

Sebagai contoh, ammonia (NH ₃ ) adalah gas yang sangat larut dalam air kerana interaksi ikatan hidrogen. Sementara hidrogen (H ₂ ), yang molekul kecilnya adalah apolar, berinteraksi lemah dengan air.

Juga, bergantung pada keadaan proses penyerapan gas dalam cecair, keadaan berikut dapat ditentukan di dalamnya:

Tidak tepu

Cecair tidak tepu apabila dapat melarutkan lebih banyak gas. Ini kerana tekanan luaran lebih besar daripada tekanan dalaman cecair.

Tepu

Cecair mewujudkan keseimbangan dalam kelarutan gas, yang bermaksud bahawa gas keluar dengan kadar yang sama dengan memasuki cecair.

Ini juga dapat dilihat seperti berikut: jika tiga molekul gas melarikan diri ke udara, tiga molekul lain akan kembali ke cecair pada masa yang sama.

Tidak tepu

Cecair itu tepu dengan gas apabila tekanan dalamannya lebih tinggi daripada tekanan luaran. Dan, dengan perubahan minimum dalam sistem, ia akan mengeluarkan lebihan gas terlarut sehingga keseimbangan dipulihkan.

Permohonan

- Undang-undang Henry dapat diterapkan untuk menghitung penyerapan gas lengai (nitrogen, helium, argon, dll.) Dalam tisu tubuh manusia yang berlainan, dan bahawa bersama dengan teori Haldane adalah asas jadual penyahmampatan.

- Aplikasi penting ialah ketepuan gas dalam darah. Apabila darah tidak jenuh gas larut di dalamnya, sehingga menjadi tepu dan berhenti larut lebih banyak. Setelah ini berlaku, gas yang larut dalam darah masuk ke udara.

- Gasifikasi minuman ringan adalah contoh undang-undang Henry yang diterapkan. Minuman ringan telah dilarutkan CO ₂ di bawah tekanan tinggi, sehingga mengekalkan setiap komponen gabungan yang membentuknya; dan di samping itu, ia mengekalkan rasa ciri lebih lama.

Apabila botol soda tidak ditutup, tekanan di atas cecair berkurang, melepaskan tekanan dengan serta-merta.

Oleh kerana tekanan pada cecair sekarang lebih rendah, kelarutan CO ₂ turun dan ia keluar ke persekitaran (dapat dilihat kenaikan gelembung dari bawah).

- Ketika penyelam turun ke kedalaman yang lebih besar, nitrogen yang dihirup tidak dapat melarikan diri kerana tekanan luar menghalangnya, larut dalam darah individu.

Apabila penyelam naik dengan cepat ke permukaan, di mana tekanan luaran turun lagi, nitrogen mula menggelegak ke dalam darah.

Ini menyebabkan apa yang dikenali sebagai penyakit penyahmampatan. Atas sebab inilah penyelam diminta naik perlahan-lahan, sehingga nitrogen keluar lebih perlahan dari darah.

- Kajian mengenai kesan penurunan oksigen molekul (O ₂ ) yang larut dalam darah dan tisu pendaki gunung atau pengamal aktiviti yang melibatkan tinggal berpanjangan di ketinggian tinggi, serta pada penduduk tempat yang cukup tinggi.

- Penyelidikan dan penambahbaikan kaedah yang digunakan untuk mengelakkan bencana alam yang dapat disebabkan oleh adanya gas yang larut dalam badan besar air yang dapat dilepaskan dengan ganas.

Contoh

Undang-undang Henry berlaku hanya apabila molekul berada dalam keseimbangan. Berikut adalah beberapa contoh:

- Dalam larutan oksigen (O ₂ ) dalam cairan darah, molekul ini dianggap kurang larut dalam air, walaupun kelarutannya meningkat dengan banyak kerana kandungan hemoglobin yang tinggi di dalamnya. Oleh itu, setiap molekul hemoglobin dapat mengikat empat molekul oksigen yang dilepaskan dalam tisu untuk digunakan dalam metabolisme.

- Pada tahun 1986, awan karbon dioksida tebal didaftarkan yang tiba-tiba dikeluarkan dari Danau Nyos (terletak di Kamerun), mencekik kira-kira 1700 orang dan sebilangan besar haiwan, yang dijelaskan oleh undang-undang ini.

- Kelarutan yang ditunjukkan oleh gas tertentu dalam spesies cair cenderung meningkat ketika tekanan gas tersebut meningkat, walaupun pada tekanan tinggi ada pengecualian tertentu, seperti molekul nitrogen (N ₂ ).

- Undang-undang Henry tidak berlaku apabila terdapat tindak balas kimia antara bahan yang bertindak sebagai zat terlarut dan yang bertindak sebagai pelarut; seperti kes elektrolit, seperti asid hidroklorik (HCl).

Rujukan

1. Crockford, HD, Knight Samuel B. (1974). Asas fizikokimia. (Edisi ke-6.) Editorial CECSA, Mexico. Hlm 111-119.
2. Penyunting Encyclopaedia Britannica. (2018). Undang-undang Henry. Diakses pada 10 Mei 2018, dari: britannica.com
3. Byju ni. (2018). Apakah undang-undang Henry ?. Diakses pada 10 Mei 2018, dari: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Undang-undang Henry Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: leisurepro.com
5. Yayasan Annenberg. (2017). Bahagian 7: Undang-undang Henry. Diakses pada 10 Mei 2018, dari: learner.org
6. Monica Gonzalez. (25 April 2011). Undang-undang Henry. Diakses pada 10 Mei 2018, dari: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles. (24 Julai 2009). Penyelam. . Diakses pada 10 Mei 2018, dari: flickr.com