¿Explicar cómo funciona la ley de Henry?

La Ley de Henry solo se aplica a sustancia disoluta in idealmente diluido soluciones, donde un gas se ha disuelto en un líquido en pequeña medida, y es obvio cuál es el solvente y cuál es el soluto (la ley de Raoult se aplica al solvente en ya sea una solución ideal o idealmente diluida).

Ley de henry para soluciones idealmente diluidas estados:

#bb(P_i = chi_i^lk_(H,i))#

o para soluciones reales diluidas:

#bb(P_i = gamma_(II,i)chi_i^lk_(H,i) = a_(II,i)k_(H,i))#

where:

  • #P_i# es la presión parcial del vapor por encima de la solución
  • #chi_i^l# es la #bb("mol")# fracción del gas que se disuelve en el líquido.
  • #k_(H,i)# es la La ley de Henry constantey es igual a #P_i^"*"#, la presión parcial del gas puro, cuando se extrapola de nuevo a #chi_i^l = 0#.
  • #gamma_(II,i)# es la coeficiente de actividad del gas en solución en referencia a la solución idealmente diluida (en lugar de una solución ideal).
  • #a_(II,i) = gamma_(II,i)chi_i^l# es la actividad del gas en solución en referencia a la solución idealmente diluida.

La presión parcial del vapor sobre la solución también está relacionada con el #"mol"# fracción del vapor que está por encima de la solución y la presión total:

#bb(P_i = chi_i^v P)#

where #chi_i^v# is the #"mol"# fraction of the vapor that is above the solution and #P# is the total pressure.

Esto supone que el gas es ideal. (que es una suposición bastante buena en comparación con asumir que un líquido es "ideal"), y que la solución es altamente diluida.


Con esta información, puede, por ejemplo, resolver el siguiente problema para un solución idealmente diluida:

A solution of ethanol (eth) and chloroform (chl) at #45^@ "C"# with #chi_(eth) = 0.9900# has a vapor pressure of #"177.95 torr"#. At this high dilution of chloroform, the solution can be assumed to be essentially ideally dilute. The vapor pressure of pure ethanol at #45^@ "C"# is #"172.76 torr"#.

#a)# Find the partial pressures of the gases in equilibrium with the solution.

#b)# Find the mole fractions in the vapor phase.

#c)# Find the Henry's Law constant for chloroform in ethanol at #45^@ "C"#.

#d)# Predict the vapor pressure and vapor-phase mole fractions at #45^@ "C"# for a chloroform-ethanol solution with #chi_(eth) = 0.9800# (using the Henry's Law constant from part c). Compare with the experimental values of #P = "183.38 torr"# and #chi_(eth)^v = 0.9242#.

RESPUESTAS

#a)# #P_(eth) = "171.03 torr"#, #P_(chl) = "6.92 torr"#

#b)# #chi_(eth)^v = 0.9611_1#, #chi_(chl)^v = 0.0388_9#

#c)# #k_(H,chl) = "692 torr"#

#d)# #P = "183.14 torr"#, #chi_(eth)^v = 0.9244#


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