हेनरी का नियम: समीकरण, विचलन, अनुप्रयोग - रसायन विज्ञान - 2025

हेनरी के कानून राज्यों स्थिर तापमान पर, एक तरल में भंग गैस की मात्रा सीधे द्रव की सतह पर इसकी आंशिक दबाव के लिए आनुपातिक है कि।

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

यहाँ 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।

यह इस तथ्य के कारण है कि तापमान में वृद्धि गैसीय अणुओं में ऊर्जा का योगदान करती है, जो बुलबुले (ऊपरी छवि) बनाने के लिए एक दूसरे से टकराती हैं। ये बुलबुले तब बाहरी दबाव को दूर करते हैं और तरल के साइनस से बच जाते हैं।

यदि बाहरी दबाव बहुत अधिक है, और तरल को ठंडा रखा जाता है, तो बुलबुले भंग हो जाएंगे और सतह पर केवल कुछ गैसीय अणु "हॉवर" करेंगे।

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 एकाग्रता है; और के _एच हेनरी की स्थिरांक है।

यह समझना आवश्यक है कि गैस का आंशिक दबाव यह है कि कुल गैस मिश्रण के बाकी हिस्सों की प्रजातियों द्वारा व्यक्तिगत रूप से उत्सर्जित होता है। और कुल दबाव सभी आंशिक दबावों (डाल्टन के नियम) के योग से अधिक नहीं है:

P _कुल = P ₁ + P ₂ + P ₃ +… + P _n

मिश्रण बनाने वाली गैसीय प्रजातियों की संख्या n द्वारा दर्शाई गई है। उदाहरण के लिए, यदि तरल की सतह पर जल वाष्प और CO _{2 है}, तो n 2 के बराबर है।

विचलन

तरल पदार्थ में घुलनशील गैसों के लिए, घोल आदर्श के करीब है, विलेय के लिए हेनरी के नियम का अनुपालन।

हालांकि, जब दबाव अधिक होता है, तो हेनरी के संबंध में विचलन होता है, क्योंकि समाधान एक आदर्श तनु 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 समाधान बहुत पतला होता है, तो गैस के अणु "विशेष रूप से" विलायक से घिरे होते हैं, अपने बीच संभावित मुठभेड़ों की उपेक्षा करते हैं।

इसलिए, जब समाधान अब आदर्श रूप से पतला नहीं होता है, तो रेखीय व्यवहार का नुकसान ग्राफ पी _i बनाम एक्स _i में मनाया जाता है ।

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:

P _A = X _{A A} P _A ^*

तरल में एक गैस की घुलनशीलता

जब एक गैस तरल में अच्छी तरह से घुल जाती है, जैसे कि पानी में चीनी, तो 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 के कुशल उत्थान कुछ चर पर निर्भर करते हैं जैसे: तरल का तापमान, दबाव जो इसे प्रभावित करता है, और तरल की तुलना में इन अणुओं की रासायनिक प्रकृति।

यदि बाहरी दबाव बहुत अधिक है, तो गैस की तरल सतह को भेदने की संभावना बढ़ जाती है। और दूसरी ओर, भंग गैसीय अणुओं को बाहर निकलने के लिए घटना के दबाव को दूर करना अधिक कठिन लगता है।

यदि तरल-गैस प्रणाली आंदोलन के तहत है (मछली टैंक के अंदर समुद्र में और हवा पंपों में), 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 एपोलर है, जैसे कि हाइड्रोकार्बन या वसा, तो यह एपोलर गैसीय अणुओं को पसंद करेगा

उदाहरण के लिए, अमोनिया (NH ₃) हाइड्रोजन बॉन्डिंग इंटरैक्शन के कारण पानी में बहुत घुलनशील गैस है। जबकि हाइड्रोजन (एच ₂), 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 दर से बच जाती है जब वह तरल में प्रवेश करती है।

इसे निम्नानुसार भी देखा जा सकता है: यदि तीन गैसीय अणु हवा में बच जाते हैं, तो अन्य तीन एक ही समय में तरल में लौट आएंगे।

oversaturated

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

अनुप्रयोग

- मानव शरीर के विभिन्न ऊतकों में अक्रिय गैसों (नाइट्रोजन, हीलियम, आर्गन, आदि) के अवशोषण की गणना के लिए हेनरी के नियम को लागू किया जा सकता है और साथ में हैल्डेन के सिद्धांत तालिकाओं के आधार हैं। 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 यह संतृप्त नहीं हो जाता है और अधिक घुलना बंद हो जाता है। एक बार ऐसा होने पर, रक्त में घुली गैस हवा में चली जाती है।

- शीतल पेय का गैसीकरण, हेनरी के लागू कानून का एक उदाहरण है। शीतल पेय में सीओ ₂ उच्च दबाव में भंग होता है, इस प्रकार प्रत्येक संयुक्त घटकों को बनाए रखता है जो इसे बनाते हैं; और इसके अलावा, यह बहुत लंबे समय तक विशेषता स्वाद को बरकरार रखता है।

जब सोडा बोतल को अनैप्ड किया जाता है, तो तरल के शीर्ष पर दबाव कम हो जाता है, दबाव तुरंत जारी होता है।

क्योंकि तरल पर दबाव अब कम है, सीओ ₂ की घुलनशीलता कम हो जाती है और यह पर्यावरण में भाग जाता है (यह नीचे से बुलबुले के उदय 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 तेजी से सतह पर चढ़ता है, जहां बाहरी दबाव फिर से गिरता है, तो नाइट्रोजन रक्त में बुलबुला करना शुरू कर देता है।

इस कारण क्या अपघटन बीमारी के रूप में जाना जाता है। यह इस कारण से है कि गोताखोरों को धीरे-धीरे चढ़ना आवश्यक है, ताकि नाइट्रोजन रक्त से अधिक धीरे-धीरे बच जाए।

- पहाड़ के पर्वतारोहियों या गतिविधियों के चिकित्सकों के रक्त और ऊतकों में भंग होने वाली आणविक ऑक्सीजन (ओ ₂) में कमी के प्रभावों का अध्ययन उच्च ऊंचाई पर लंबे समय तक रहने के साथ-साथ काफी उच्च स्थानों के निवासियों में भी शामिल है।

- प्राकृतिक आपदाओं से बचने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों के अनुसंधान और सुधार जो कि 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:

- रक्त द्रव में ऑक्सीजन (O ₂) के विघटन में, यह अणु पानी में खराब घुलनशील माना जाता है, हालांकि इसमें हीमोग्लोबिन की उच्च सामग्री के कारण इसकी घुलनशीलता काफी बढ़ जाती है। इस प्रकार, प्रत्येक हीमोग्लोबिन अणु चयापचय में उपयोग किए जाने वाले ऊतकों में जारी होने वाले चार ऑक्सीजन अणुओं को बांध सकता है।

- 1986 में, कार्बन डाइऑक्साइड का एक घने बादल दर्ज किया गया था, जिसे अचानक न्योस झील (कैमरून में स्थित) से बाहर निकाल दिया गया था, जिससे लगभग 1700 लोगों और बड़ी संख्या में जानवरों का दम घुट गया था, जिसे इस कानून द्वारा समझाया गया था।

- एक घुलनशील गैस जो किसी तरल प्रजाति में प्रकट होती है, उक्त गैस का दबाव बढ़ने पर बढ़ जाती है, हालांकि उच्च दबाव में कुछ विशेष अपवाद होते हैं, जैसे नाइट्रोजन के अणु (N ₂)।

- हेनरी का नियम तब लागू नहीं होता जब पदार्थ के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया होती है जो एक विलेय के रूप में कार्य करता है और जो एक विलायक के रूप में कार्य करता है; ऐसा इलेक्ट्रोलाइट्स का मामला है, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl)।

संदर्भ

1. क्रॉकफोर्ड, एचडी, नाइट सैमुअल बी (1974)। भौतिक विज्ञान के मूल तत्व। (6 वां संस्करण)। संपादकीय CECSA, मैक्सिको। पी 111-119।
2. एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के संपादक। (2018)। हेनरी का नियम। 10 मई, 2018 को पुनः प्राप्त: britannica.com से
3. Byju की। (2018)। हेनरी का नियम क्या है? 10 मई, 2018 को पुनः प्राप्त: byjus.com से
4. लीजरप्रो और एक्वाव्यू। (2018)। हेनरी का कानून 10 मई, 2018 को पुनः प्राप्त किया गया, से: Leisurepro.com
5. एनेनबर्ग फाउंडेशन। (2017)। धारा 7: हेनरी का नियम। 10 मई, 2018 को पुनः प्राप्त: learner.org से
6. मोनिका गोंजालेज। (25 अप्रैल, 2011)। हेनरी का नियम। 10 मई, 2018 को पुनः प्राप्त किया गया: quimica.laguia2000.com से
7. इयान माइल्स। (24 जुलाई, 2009)। गोताखोर। । 10 मई, 2018 को पुनः प्राप्त: flickr.com से