亨利定律
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简介
在物理化学中,亨利定律是一种气体定律,指出液体中溶解的气体量与其上方液体的分压成正比。 比例因子称为亨利定律常数。 它是由英国化学家 William Henry 制定的,他在 19 世纪初研究了该主题。
亨利定律发挥作用的一个例子是,水下潜水员血液中氧气和氮气的深度依赖性溶解在减压过程中会发生变化,从而导致减压病。 一个日常的例子是一个人喝碳酸软饮料的经历,其中含有溶解的二氧化碳。 打开之前,容器中饮料上方的气体几乎是纯二氧化碳,压力高于大气压。 打开瓶子后,这种气体逸出,使液体上方的二氧化碳分压降低得多,从而导致脱气,因为溶解的二氧化碳从溶液中逸出。
历史
在他 1803 年关于水吸收的气体量的出版物中,威廉亨利描述了他的实验结果:
水吸收了由一个、两个或更多个额外大气冷凝的气体,其数量通常被压缩,等于两倍、三次等。 在常压下吸收的体积。
查尔斯·库尔斯顿·吉利斯皮 (Charles Coulston Gillispie) 指出,约翰·道尔顿 (John Dalton) 假设气体粒子在气相中的分离与它们在溶液中的原子间距离之比为一个小整数。 如果该比率对于给定温度下的每种气体是常数,则亨利定律将作为结果得出。
应用
亨利定律常量的基本类型和变体
亨利定律的比例常数有多种定义方法,可分为两种基本类型:一种可能是将水相作为分子,将气相作为分母(aq/gas)。 这导致亨利定律溶解度常数 H s {displaystyle H_{rm {s}}} 。 它的值随着溶解度的增加而增加。 或者,可以切换分子和分母 (gas/aq),这导致亨利定律波动率常数 H v {displaystyle H_{rm {v}}} 。
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H v {displaystyle H_{rm {v}}} 的值随着溶解度的增加而降低。 IUPAC 描述了这两种基本类型的几种变体。 这是由于可以选择多个量来描述两相的组成。 水相的典型选择是摩尔浓度 ( c a {displaystyle c_{rm {a}}} )、摩尔浓度 ( b {displaystyle b} ) 和摩尔混合比 ( x {displaystyle x} ). 对于气相,经常使用摩尔浓度 ( c g {displaystyle c_{rm {g}}} ) 和分压 ( p {displaystyle p} )。 不可能使用气相混合比 ( y {displaystyle y} ),因为在给定的气相混合比下,水相浓度 c a {displaystyle c_{rm {a}} } 取决于总压力。