Vaikutus Paine Liukoisuus Kaasut: Henryn Lain
Ulkoinen paine on hyvin vähän vaikutusta liukoisuus nesteitä ja kiinteitä aineita. Sen sijaan kaasujen liukoisuus lisääntyy, kun kaasun osapaine liuoksen yläpuolella kasvaa., Tämä kohta on esitetty Kuvassa \(\PageIndex{4}\), joka osoittaa, että vaikutus lisääntynyt paine dynaaminen tasapaino, joka on välillä liuenneen kaasun molekyylien ratkaisu ja molekyylien kaasufaasissa edellä ratkaisu. Koska pitoisuus molekyylien kaasun vaihe-kasvaa paineen kasvaessa, liuenneen kaasun molekyylit liuoksessa tasapainotilassa on myös suurempi korkeammissa paineissa.,
suhde paineen ja sen liukoisuuden kaasu on kuvattu määrällisesti Henryn lain, joka on nimetty sen löytäjä, englantilainen lääkäri ja kemisti William Henry (1775-1836):
\
missä
- \(C\) on liuenneen kaasun tasapainoa,
- \(S\) on osittainen kaasun paine, ja
- \(k\) on Henryn lain vakio, joka on määritettävä kokeellisesti kullekin yhdistelmä kaasu -, liuotin -, ja lämpötila.,
vaikka kaasupitoisuus voidaan ilmaista sopivina yksikköinä, käytämme molaarisuutta yksinomaan. Henrikin lakivakion yksiköt ovat siis mol/(L·atm) = M / atm. Arvot Henryn lain vakiot ratkaisuja useita kaasuja veteen, 20°C on lueteltu Taulukossa \(\PageIndex{1}\).
kuten taulukon \(\PageIndex{1}\) tiedot osoittavat, liuenneen kaasun pitoisuus vedessä tietyssä paineessa riippuu voimakkaasti sen fysikaalisista ominaisuuksista. Useiden siihen liittyvien aineiden osalta Lontoon dispersiovoimat kasvavat molekyylimassan kasvaessa., Siten joukossa elementtejä ryhmä 18, Henryn lain vakiot lisätä sujuvasti Hän Ne Ar. Taulukosta käy myös ilmi, että \(O_2\) on lähes kaksi kertaa liukoisempi kuin \(N_2\). Vaikka Lontoon hajonta voimat ovat liian heikkoja selittää, niin suuri ero, \(O_2\) on paramagneettinen ja siten enemmän polarizable kuin \(N_2\), mikä selittää sen korkea liukoisuus.
veden kanssa reagoivat kaasut eivät noudata Henrikin lakia.
Henryn laki on tärkeitä sovelluksia., Esimerkiksi kuplat \(CO_2\) muodostavat heti Hiilihapotetun juoman avaamisen jälkeen, koska juoma pullotettiin \(CO_2\) alle 1 atm: n paineessa. Kun pullo avataan, liuoksen yläpuolella olevan\: n(CO_2\) paine laskee nopeasti, ja osa liuenneesta kaasusta poistuu liuoksesta kuplina. Henryn lain selittää myös, miksi sukeltajien täytyy olla varovainen nousta pintaan hitaasti sukelluksen jälkeen, jos he hengittävät paineilmaa. Korkeammilla paineilla veden alla, enemmän N2 ilmasta liukenee sukeltajan sisäiset nesteet., Jos sukeltaja nousee liian nopeasti, nopea paineen muutos aiheuttaa pieniä kuplia N2 muodostaa koko kehon, sairaus, joka tunnetaan nimellä ”mutkia.”Nämä kuplat voivat estää veren virtausta pienten verisuonten, aiheuttaa suurta kipua ja jopa osoittautumassa kuolemaan joissakin tapauksissa.
alhaisen Henryn lain vakio \(O_2\) veteen, tasot liuennut happi veteen on liian alhainen tukea energian tarve solu-organismit, mukaan lukien ihmiset., Sisäisten nesteiden \(O_2\) pitoisuuden lisäämiseksi eliöt syntetisoivat voimakkaasti liukoisia kantajamolekyylejä, jotka sitoutuvat \(O_2\) palautuvasti. Esimerkiksi ihmisen punasoluja sisältävät proteiinin hemoglobiini, joka nimenomaan sitoo \(O_2\) ja helpottaa sen kuljetus keuhkoista kudoksiin, joissa se on tapana hapettua elintarvikkeiden molekyylejä antaa energiaa. Hemoglobiinin pitoisuus normaalissa veressä on noin 2,2 mM, ja jokainen hemoglobiinimolekyyli voi sitoa neljä \(O_2\) molekyyliä., Vaikka liuenneen \(O_2\) veren seerumin 37°C: ssa (normaali ruumiinlämpö) on vain 0.010 mM, yhteensä liuenneen \(O_2\) pitoisuus on 8,8 mM, lähes tuhat kertaa suurempi kuin olisi mahdollista ilman hemoglobiini. Fluorattuihin alkaaneihin perustuvat synteettiset hapenkantajat on kehitetty käytettäväksi kokoveren hätävarana. Toisin kuin luovutettu veri, nämä ”verenkorvikkeet” eivät vaadi jäähdytystä ja niiden säilyvyys on pitkä., Heidän erittäin korkea Henryn lain vakiot for \(O_2\) johtaa liuenneen hapen pitoisuudet verrattavissa normaali veren.
