Henryho zákon

Henryho zákon udává souvislost parciálního tlaku páry dané látky nad roztokem a jejího podílu v tomto roztoku. Zákon byl formulován anglickým chemikem Williamem Henrym, který zkoumal tlak par nad reálnými roztoky.

William Henry

Základní formulaceEditovat

Pro páry rozpuštěné látky platí přímá úměra mezi tlakem par rozpuštěné látky a molárním zlomkem xI této látky v roztoku. Konstantou úměrnosti je Henryho konstantaKI, charakteristická pro daný plyn.

 

Tento vztah je analogický k Raoultovu zákonu. Liší se pouze konstantou úměrnosti. V Raoultově zákonu vystupuje tenze par čisté látky za standardních podmínek. Tento zákon ale platí naopak pro rozpouštědlo, pro látku v nadbytku.

Změna tenze par nad rozpouštědlem je přímo úměrná velikosti molárního zlomku této látky v roztoku. Pro látku ve velkém nadbytku se změna tenze páry příliš neliší od změny tenze par čisté látky, a proto pro velmi koncentrované roztoky tento zákon přibližně platí. Naopak změna tenze par minoritní složky se velmi liší od změny tenze par čisté látky, tudíž již nezávisí na molárním zlomku a velikost tenze par zředěných roztoků proto nemůžeme s jistotou určit. Proto se zavedla empiricky(=na základě skutečného měření) stanovovaná Henryho konstanta.

Druhá formulaceEditovat

Druhá užitečná formulace tohoto zákona zní: Henryho zákon vyjadřuje závislost rozpustnosti xI plynu v kapalině na jeho tlaku pI nad kapalinou při konstantní teplotě.

 

Henryho konstanta závisí na teplotě. S rostoucí teplotou se zvyšuje. To lze velmi snadno vypozorovat v praxi. Stačí ohřát vodu na teplotu okolo 50 °C a začnou se objevovat první bublinky. To nejsou bublinky vodní páry, ale plyny ve vodě rozpuštěné – z největší části dusík.

 
Potápěči

Další tvaryEditovat

V technické literatuře je možné nalézt další tvary, kde místo molárního zlomku nebo tlaku vystupuje koncentrace. S tím se také mění rozměr Henryho konstanty.

Ideální roztokEditovat

Roztok, ve kterém platí Raoultův zákon pro jakoukoliv složku a pro jakýkoliv poměr složek se nazývá ideální. Předpokládáme u něj ideální chování – interakce částic A-B jsou stejné jako interakce A-A a B-B. Zanedbáváme tedy rozdílnost interakcí typu dipól-dipól, hydrofobní interakce, vodíkové můstky nebo Van der Waalsovy síly. Díky nim se určitá složka může vypařovat více než předpovídá Raoultův zákon a méně než předpovídá Henryho zákon. Navíc závislost tenze páry (míry vypařování) na molárním zlomku není lineární.

Praktické využitíEditovat

Henryho konstanty se tabelují, určují rozpustnost plynů v kapalině.

Pro potápěče má Henryho zákon význam v souvislosti se sycením a vysycováním biologicky inertních plynů (při dýchání vzduchu dusík, při použití hloubkové směsi trimix i helium). Po nasycení v hloubce dochází při vynořování k poklesu okolního tlaku a tím přesycení. Při přesycení nad určitou hranici musí potápěč zpomalit výstup a dělat dekompresní zastávky, jinak by mu hrozil vznik netolerovatelného množství bublinek v tkáních a dekompresní nemoc.

OdkazyEditovat

LiteraturaEditovat

  • Zusková, I.: Stručné poznámky k přednášce z Fyzikální chemiie I.
  • Atkins, P., de Paula, J. : Physical chemistry, seventh edition, Wh.Freeman

Externí odkazyEditovat