हेनरी समीकरण, विचलन, अनुप्रयोगों के कानून

हेनरी का नियम स्थापित करता है कि एक स्थिर तापमान पर, तरल में घुलने वाली गैस की मात्रा तरल की सतह पर इसके आंशिक दबाव के सीधे आनुपातिक होती है.

यह 1803 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ विलियम हेनरी द्वारा पोस्ट किया गया था। इसके कानून की व्याख्या इस तरह से भी की जा सकती है: यदि तरल पर दबाव बढ़ाया जाता है, तो गैस की मात्रा अधिक हो जाती है.

यहां गैस को घोल का घोल माना जाता है। ठोस विलेय के विपरीत, तापमान इसकी विलेयता पर नकारात्मक प्रभाव डालता है। इस प्रकार, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, गैस तरल से सतह की ओर अधिक आसानी से भागने लगती है.

ऐसा इसलिए है क्योंकि तापमान में वृद्धि गैसीय अणुओं को ऊर्जा प्रदान करती है, जो बुलबुले बनाने के लिए एक दूसरे से टकराते हैं (शीर्ष छवि)। फिर, ये बुलबुले बाहरी दबाव को दूर करते हैं और तरल से बच जाते हैं.

यदि बाहरी दबाव बहुत अधिक है, और तरल ठंडा रहता है, तो बुलबुले घुल जाएंगे और केवल कुछ गैसीय अणु सतह को "परेशान" करेंगे.

सूची

• 1 हेनरी के कानून का समीकरण
• 2 विचलन
• 3 तरल में एक गैस की घुलनशीलता
  • 3.1 असंतृप्त
  • ३.२ संतृप्त
  • ३.३ ओवररेट किया गया
• 4 आवेदन
• 5 उदाहरण
• 6 संदर्भ 

हेनरी का कानून समीकरण

इसे निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

पी = के_एच∙ सी

जहां पी भंग गैस का आंशिक दबाव है; सी गैस की सांद्रता है; और के_एच यह हेनरी की निरंतरता है.

यह समझना आवश्यक है कि गैस का आंशिक दबाव वह है जो व्यक्तिगत रूप से कुल गैस मिश्रण के बाकी हिस्सों का एक प्रकार है। और कुल दबाव सभी आंशिक दबावों के योग से अधिक नहीं है (डाल्टन का नियम):

पी_{संपूर्ण}= पी₁ + पी₂ + पी₃+... + पी_n

मिश्रण बनाने वाली गैसीय प्रजातियों की संख्या को दर्शाया गया है n. उदाहरण के लिए, यदि एक तरल की सतह पर जल वाष्प और सीओ है₂, n 2 के बराबर है.

विचलन

तरल पदार्थ में खराब घुलनशील गैसों के लिए, समाधान आदर्श रूप से विलेय के लिए हेनरी के कानून का अनुपालन करता है.

हालांकि, जब दबाव अधिक होता है, तो हेनरी से विचलन होता है, क्योंकि समाधान आदर्श पतला के रूप में व्यवहार करना बंद कर देता है.

इसका क्या मतलब है? कि विलेय-विलेय और विलेय-सॉल्वेंट इंटरैक्शन का अपना प्रभाव होने लगता है। जब घोल बहुत पतला हो जाता है, तो गैस के अणु "विशेष रूप से" विलायक से घिरे होते हैं, आपस में संभावित मुठभेड़ों को घृणा करते हैं.

इसलिए, जब समाधान आदर्श रूप से पतला होना बंद हो जाता है, तो पी चार्ट में रैखिक व्यवहार का नुकसान मनाया जाता है_मैं बनाम एक्स_मैं.

इस पहलू के निष्कर्ष में: हेनरी कानून एक आदर्श पतला समाधान में एक विलेय के वाष्प दबाव को निर्धारित करता है। विलायक के लिए, राउल्ट का नियम लागू होता है:

पी_एक = एक्स_एक∙ पी_एक^*

तरल में एक गैस की घुलनशीलता

जब एक गैस तरल में अच्छी तरह से घुल जाती है, तो पानी में चीनी की तरह, इसे पर्यावरण से अलग नहीं किया जा सकता है, इस प्रकार एक सजातीय समाधान बनता है। दूसरे शब्दों में: तरल (या चीनी क्रिस्टल) में कोई बुलबुले नहीं देखे जाते हैं.

हालांकि, गैसीय अणुओं का कुशल उत्थान कुछ चर पर निर्भर करता है जैसे: तरल का तापमान, दबाव जो इसे प्रभावित करता है, और इन अणुओं की रासायनिक प्रकृति तरल की तुलना में.

यदि बाहरी दबाव बहुत अधिक है, तो गैस की संभावना तरल की सतह को भेदती है। और दूसरी ओर, भंग गैसीय अणु बाहर निकलने के लिए घटना के दबाव को दूर करने के लिए अधिक कठिन हैं.

यदि तरल-गैस प्रणाली आंदोलन के तहत है (जैसा कि समुद्र में और टैंक के अंदर हवा के पंपों में होता है), गैस का अवशोषण इष्ट है.

और, विलायक की प्रकृति गैस के अवशोषण को कैसे प्रभावित करती है? यदि यह ध्रुवीय है, तो पानी की तरह, यह ध्रुवीय विलेय के लिए आत्मीयता दिखाएगा, अर्थात उन गैसों के लिए जिनके पास एक स्थायी डुबकी है। जबकि अगर यह गैर-ध्रुवीय है, जैसे हाइड्रोकार्बन या वसा, तो यह एपोलर गैसीय अणुओं को पसंद करेगा

उदाहरण के लिए, अमोनिया (एनएच)₃) एक गैस है जो हाइड्रोजन बांड द्वारा परस्पर क्रिया के कारण पानी में बहुत घुलनशील है। जबकि वह हाइड्रोजन (एच₂), जिसका छोटा अणु एपोलर है, पानी के साथ कमजोर रूप से संपर्क करता है.

इसके अलावा, तरल में गैस अवशोषण प्रक्रिया की स्थिति के आधार पर, निम्नलिखित राज्यों को उनमें स्थापित किया जा सकता है:

असंतृप्त

जब यह अधिक गैस को भंग करने में सक्षम होता है तो तरल असंतृप्त होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बाहरी दबाव तरल के आंतरिक दबाव से अधिक है.

तर-बतर

तरल गैस की घुलनशीलता में एक संतुलन स्थापित करता है, जिसका अर्थ है कि गैस उसी गति से भागती है जिसके साथ वह तरल में प्रवेश करती है.

इसे निम्नानुसार भी देखा जा सकता है: यदि तीन गैस अणु हवा में बच जाते हैं, तो तीन अन्य उसी समय तरल में लौट आएंगे.

supersaturated

जब गैस का आंतरिक दबाव बाहरी दबाव से अधिक होता है तो तरल को गैस से अलग किया जाता है। और, सिस्टम में न्यूनतम बदलाव से पहले, यह अतिरिक्त भंग गैस को तब तक जारी करेगा जब तक कि संतुलन बहाल नहीं हो जाता.

अनुप्रयोगों

- मानव शरीर के विभिन्न ऊतकों में अक्रिय गैसों (नाइट्रोजन, हीलियम, आर्गन, आदि) के अवशोषण की गणना करने के लिए हेनरी के नियम को लागू किया जा सकता है और यह कि हल्दाने सिद्धांत के साथ तालिकाओं की तालिकाओं का आधार है विसंपीड़न.

- एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग रक्त में गैस की संतृप्ति है। जब रक्त को असंतृप्त किया जाता है तो गैस उसमें घुल जाती है, जब तक कि वह संतृप्त न हो जाए और अधिक घुलना बंद न हो जाए। एक बार ऐसा होने पर, रक्त में घुली हुई गैस हवा में चली जाती है.

- शीतल पेय का गैसीकरण, हेनरी के लागू कानून का एक उदाहरण है। शीतल पेय में सीओ है₂ उच्च दबाव के तहत भंग, इस प्रकार इसमें शामिल प्रत्येक संयुक्त घटकों को बनाए रखना; और यह भी, यह लंबे समय तक विशेषता स्वाद बरकरार रखता है.

जब सोडा की बोतल को उजागर किया जाता है, तो तरल पर दबाव कम हो जाता है, मौके पर दबाव जारी करना.

क्योंकि तरल पर दबाव अब कम है, सीओ की घुलनशीलता₂ यह वायुमंडल में उतरता है और भागता है (यह नीचे से बुलबुले के चढ़ाई में देखा जा सकता है).

- जैसा कि एक गोताखोर अधिक गहराई तक उतरता है, साँस का नाइट्रोजन बच नहीं सकता क्योंकि बाहरी दबाव इसे रोकता है, व्यक्ति के रक्त में घुल जाता है.

जब गोताखोर जल्दी से सतह पर चढ़ जाता है, जहां बाहरी दबाव कम हो जाता है, तो नाइट्रोजन रक्त में बुलबुले बनाना शुरू कर देता है.

इस कारण क्या अपघटन असुविधा के रूप में जाना जाता है। यह इस कारण से है कि गोताखोरों को धीरे-धीरे चढ़ने की आवश्यकता होती है, ताकि नाइट्रोजन रक्त से अधिक धीरे-धीरे बच जाए.

- आणविक ऑक्सीजन की कमी (ओ) के प्रभावों का अध्ययन₂) पर्वतारोहियों के रक्त और ऊतकों में भंग कर दिया गया था या लंबे समय तक रहने वाले गतिविधियों के चिकित्सकों, साथ ही साथ उच्च स्थानों के निवासियों में भी.

- प्राकृतिक आपदाओं से बचने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों का अनुसंधान और सुधार जो पानी के विशाल निकायों में भंग गैसों की उपस्थिति के कारण हो सकते हैं जो हिंसक रूप से जारी किए जा सकते हैं.

उदाहरण

हेनरी का नियम तभी लागू होता है जब अणु संतुलन में होते हैं। यहाँ कुछ उदाहरण हैं:

- ऑक्सीजन समाधान में (ओ₂) रक्तप्रवाह में यह अणु पानी में खराब घुलनशील माना जाता है, हालांकि इसमें हीमोग्लोबिन की उच्च सामग्री के कारण इसकी घुलनशीलता बहुत बढ़ जाती है। इस प्रकार, हीमोग्लोबिन का प्रत्येक अणु ऑक्सीजन के चार अणुओं को बांध सकता है जो चयापचय में उपयोग किए जाने वाले ऊतकों में जारी होते हैं.

- 1986 में कार्बन डाइऑक्साइड का एक घना बादल था जिसे लेक न्योस (कैमरून में स्थित) से अचानक निकाल दिया गया था, लगभग 1,700 लोगों और बड़ी संख्या में जानवरों का दम घुट गया था, जिसे इस कानून द्वारा समझाया गया था.

- घुलनशीलता कि एक तरल प्रजाति में एक निश्चित गैस प्रकट होती है, आमतौर पर गैस के दबाव में वृद्धि होती है, हालांकि कुछ उच्च दबावों पर कुछ अपवाद होते हैं, जैसे नाइट्रोजन अणु (एन)₂).

- हेनरी का नियम तब लागू नहीं होता है जब एक विलेय के रूप में काम करने वाले पदार्थ और एक विलायक के रूप में कार्य करने वाले पदार्थ के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया होती है; इस तरह के इलेक्ट्रोलाइट्स का मामला होता है, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl).

संदर्भ

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