什么是亨利定律?

日期:2019-10-31 12:36 / 人气: / 来源:本站

一、定律简介

      亨利定律Henry's law,物理化学的基本定律之一,是英国的Henry(亨利)在1803年研究气体在液体中的溶解度规律时发现的,可表述为:“在等温等压下,某种气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的平衡压力成正比。”这一定律对于稀溶液中挥发性溶质也同样有用。其公式为
      Pg=Hx
  
      式中:H为Henry常数,x为气体摩尔分数溶解度,Pg为气体的分压。H能够很好的表示气体的溶解量,但是Henry定律只适用于溶解度很小的体系,严格而言,Henry定律只是一种近似规律,不能用于压力较高的体系。在这个意义上,Henry常数只是温度的函数,与压力无关。
二、详细内容
 
       在稀溶液中挥发性溶质的实验中,实验表明,只有当气体在液体中的溶解度不很高时该定律才是正确的,此时的气体实际上是稀溶液中的挥发性溶质,气体压力则是溶质的蒸气压。所以亨利定律还可表述为:在一定温度下,稀薄溶液中溶质的蒸气分压与溶液浓度成正比。
      一般来说,气体在溶剂中的溶解度很小,所形成的溶液属于稀溶液范围。气体B在溶剂A中溶液的组成无论是由B的摩尔分数xB,质量摩尔浓度bB,浓度cB等表示时,均与气体溶质B的压力近似成正比。用公式表示时亨利定律可以有多种形式。如:
       PB=Kx,B·xB
       PB=Kb,B·bB
       PB=Kc,B·cB
       式中pB是稀薄溶液中溶质的蒸气分压;xB是溶质的物质的量分数; k为亨利常数,其值与温度、压力以及溶质和溶剂的本性有关。由于亨利定律中溶液组成标度的不同,亨利系数的单位不同,一定温度下同一溶质在同一溶剂中的数值也不一样,上式中的xB(溶质B的摩尔分数)、bB(质量摩尔浓度)或cB(物质的量浓度)等表示时k值将随之变化。Kx,Kb,Kc的单位分别为Pa,Pa·mol^-1·㎏,Pa·mo^l-1·dm^3 。 
       只有溶质在气相中和液相中的分子状态相同时,亨利定律才能适用。若溶质分子在溶液中有离解、缔合等,则上式中的xB(或mB、cB等)应是指与气相中分子状态相同的那一部分的含量;在总压力不大时,若多种气体同时溶于同一个液体中,亨利定律可分别适用于其中的任一种气体;一般来说,溶液越稀,亨利定律愈准确,在xB→0时溶质能严格服从定律。

作者:hope


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