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词条 亨利定律
释义

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。

详细内容

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。

实例

温度不同,亨利系数不同,温度升高,挥发性溶质的挥发能力增强,亨利系数增大。换而言之,同样分压下温度升高,气体的溶解度减小。

若有几种气体同时溶于同一溶剂中形成稀溶液时,每种气体的平衡分压与其溶解度关系分别适用亨利定律。空气中的N2和O2在水中的溶解就是这样的例子。表1 给出25℃下几种气体在水中和在苯中的亨利系数。

表1 几种气体在水中和苯中的亨利系数Kx(25℃)。


 气体 H2 N2 O2 CO CO2 CH4 C2H2 C2H4 C2H6

Kx/ 水为溶剂 7.2 8.68 4.40 5.79 0.166 4.18 0.135 1.16 3.07

GPa* 苯为溶剂 0.367 0.239 
 0.163 0.114 0.0569 
 
 
*1GPa=10^9Pa

扩展阅读:

1

《物理化学》《化工原理》

开放分类:
物理定律
“亨利定律”在汉英词典中的解释(来源:百度词典):
1.Henry's law
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