Obiectiv de Învățare

  • Recunoască relația dintre presiune și solubilitatea unui gaz

Puncte-Cheie

    • Pentru condensat faze (solide și lichide), presiunea dependența de solubilitate este de obicei slab și este de obicei neglijată în practică.
    • William Henry, un chimist englez, a arătat că solubilitatea unui gaz a crescut odată cu creșterea presiunii.,
    • creșterea solubilității pe baza presiunii va depinde de gazul care este dizolvat și trebuie determinat experimental pentru fiecare gaz.

Termeni

  • solubilityThe cantitatea de o substanță care se dizolvă într-o anumită cantitate de solvent pentru a da o soluție saturată în condiții specificate.
  • echilibrustarea unei reacții în care ratele reacțiilor înainte și invers sunt aceleași.
  • Legea lui Henry afirmă că solubilitatea unui gaz într-un lichid este direct proporțională cu presiunea parțială a gazului deasupra lichidului.,

efectul presiunii asupra solubilității

pentru solide și lichide, cunoscute sub numele de faze condensate, dependența de presiune a solubilității este de obicei slabă și este de obicei neglijată în practică. Cu toate acestea, solubilitatea gazelor prezintă o variabilitate semnificativă pe baza presiunii. De obicei, un gaz va crește în solubilitate cu o creștere a presiunii. Acest efect poate fi descris matematic folosind o ecuație numită Legea lui Henry.

Legea lui Henry

când un gaz este dizolvat într-un lichid, presiunea are un efect important asupra solubilității., William Henry, un chimist englez, a arătat că solubilitatea unui gaz a crescut odată cu creșterea presiunii. El a descoperit următoarea relație:

C= k*P_{gaz}

În această ecuație, C este concentrația de gaze în soluție, care este o măsură de solubilitatea sa, k este o constantă de proporționalitate care a fost determinată experimental, și Pgas este presiunea parțială a gazului deasupra soluției. Constanta de proporționalitate trebuie determinată experimental, deoarece creșterea solubilității va depinde de tipul de gaz care este dizolvat.,

William HenryThe descoperitorul legii lui Henry, care prevede că solubilitatea unui gaz într-un solvent este direct proporțională cu presiunea gazului.

Există câteva lucruri de reținut atunci când se lucrează cu această lege:

  • legea lui Henry funcționează numai dacă moleculele sunt în echilibru și dacă aceleași molecule sunt prezente pe tot parcursul soluție.
  • Legea lui Henry nu se aplică gazelor la presiuni extrem de mari.,
  • Legea lui Henry nu se aplică dacă există o reacție chimică între solut și solvent. De exemplu, HCl (g) reacționează cu apa în reacția de disociere și afectează solubilitatea, astfel încât legea lui Henry nu poate fi utilizată în acest caz.
  • Dacă legea lui Henry este folosit pentru a desemna modul în care concentrarea va schimba cu presiune, ecuația este folosit: \frac{P_1}{C_1} =\frac{P_2}{C_2}

Exemplu

P = k \ori C

2,5 atm = 29.76 \frac{atm}{M} \ori C

Rezolvarea pentru C, constatăm că concentrația de CO2 dizolvat este de 0, 088 M.,pentru ca scafandrii de adâncime să respire sub apă, trebuie să inhaleze aer puternic comprimat în apă adâncă, rezultând o dizolvare mai mare a azotului în sânge, țesuturi și articulații. Dacă un scafandru revine la suprafață prea repede, gazul de azot difuzează din sânge prea repede, provocând durere și, eventual, moarte. Această condiție este cunoscută sub numele de ” coturile.pentru a preveni curbele, un scafandru trebuie să revină la suprafață încet, astfel încât gazele să se adapteze la scăderea parțială a presiunii și să difuzeze mai lent., Un scafandru poate respira, de asemenea, un amestec de heliu comprimat și gaz de oxigen, deoarece heliul este doar o cincime la fel de solubil în sânge ca azotul.sub apă, corpurile noastre sunt similare cu o sticlă de sifon sub presiune. Imaginați-vă că aruncați sticla și încercați să o deschideți. Pentru a împiedica sifonul să se scurgă, deschideți încet capacul pentru a lăsa presiunea să scadă. Pe uscat, respirăm aproximativ 78% azot și 21% oxigen, dar corpurile noastre folosesc mai ales oxigenul., Cu toate acestea, când suntem sub apă, presiunea ridicată a apei care înconjoară corpurile noastre determină acumularea de azot în sângele și țesuturile noastre. Ca și în cazul sticlei de sodă, dacă ne mișcăm sau ieșim din apă prea repede, azotul va fi eliberat din corpul nostru prea repede, creând bule în sângele nostru și provocând „curbele.”

Scuba diverSolubility și presiunea sunt foarte relevante pentru scafandri, care sunt sensibile la „curbe.,”Pe măsură ce scafandrii înoată mai adânc, presiunea crește cantitatea de azot dizolvată în sângele lor. Cu excepția cazului în care urcă încet, azotul poate difuza din sângele lor prea repede, provocând durere și chiar moarte.