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亨利定律是物理化學(xué)的基本定律之一,可陳述為“在一定溫度的密封容器內(nèi),氣體的分壓與該氣體溶在溶液內(nèi)的摩爾濃度成正比”。它是英國的W·亨利在1803年研究氣體在液體中的溶解度規(guī)律時發(fā)現(xiàn)的。只有溶質(zhì)在氣相和液相中的分子狀態(tài)相同時,亨利定律才是適用的。
亨利定律 - 亨利定律
亨利定律是物理化學(xué)的基本定律之一,是英國的W·亨利在1803年研究氣體在液體中的溶解度規(guī)律時發(fā)現(xiàn)的,可表述為:“在一定溫度的密封容器內(nèi),某種氣體在溶液中的濃度與液面上該氣體的平衡分壓成正比”。其數(shù)學(xué)表達式為:
pi=Kimi
式中pi為i種氣體的平衡分壓力;Ki為常數(shù);mi為溶質(zhì)i的質(zhì)量摩爾濃度。Ki與溫度和溶質(zhì)、溶劑的本性有關(guān)。由于稀溶液中各種濃度單位是互成比例的,式中的mi也可以用摩爾濃度或摩爾分數(shù)代替,但Ki有不同的數(shù)值。
只有溶質(zhì)在氣相和液相中的分子狀態(tài)相同時,亨利定律才是適用的,如果溶質(zhì)在液相中有聚合或解離作用時,就不適用。由于氣體溶解在液體中所構(gòu)成的溶液與其他類型的溶液并無區(qū)別,亨利定律也適用于由兩種液體組成的稀溶液。
亨利定律 - 實例
溫度不同,亨利系數(shù)不同,溫度升高,揮發(fā)性溶質(zhì)的揮發(fā)能力增強,亨利系數(shù)增大。換而言之,同樣分壓下溫度升高,氣體的溶解度減小。
若有幾種氣體同時溶于同一溶劑中形成稀溶液時,每種氣體的平衡分壓與其溶解度關(guān)系分別適用亨利定律??諝庵械腘2和O2在水中的溶解就是這樣的例子。下圖給出25℃下幾種氣體在水中和在苯中的亨利系數(shù)。
氣體H2N2O2COCO2CH4C2H2C2H4C2H6
Kx/水為溶劑7.28.684.405.790.1664.180.1351.163.07
GPa*苯為溶劑0.3670.2390.1630.1140.0569
注:1GPa=10^9Pa