Explique como a lei de Henry funciona?

A Lei de Henry se aplica apenas ao soluto in diluir idealmente solu√ß√Ķes, onde um g√°s foi dissolvido em um l√≠quido at√© um certo ponto, e √© √≥bvio qual √© o solvente e qual √© o soluto (a lei de Raoult se aplica ao solvente em ou uma solu√ß√£o ideal ou idealmente dilu√≠da).

Lei de Henry para solu√ß√Ķes idealmente dilu√≠das, afirma:

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

ou para solu√ß√Ķes dilu√≠das reais:

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

where:

  • #P_i# √© o press√£o parcial do vapor acima da solu√ß√£o.
  • #chi_i^l# √© o #bb("mol")# fra√ß√£o do g√°s que √© dissolvido no l√≠quido.
  • #k_(H,i)# √© o Constante da Lei de Henrye √© igual a #P_i^"*"#, a press√£o parcial do g√°s puro, quando extrapolamos de volta para #chi_i^l = 0#.
  • #gamma_(II,i)# √© o coeficiente de atividade do g√°s em solu√ß√£o em refer√™ncia √† solu√ß√£o idealmente dilu√≠da (em vez de uma solu√ß√£o ideal).
  • #a_(II,i) = gamma_(II,i)chi_i^l# √© o atividade do g√°s em solu√ß√£o em refer√™ncia √† solu√ß√£o idealmente dilu√≠da.

A pressão parcial do vapor acima da solução também está relacionada à #"mol"# fração do vapor que está acima da solução e da pressão 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.

Isso pressup√Ķe que o g√°s √© ideal (que √© uma suposi√ß√£o muito boa em compara√ß√£o com a suposi√ß√£o de que um l√≠quido √© "ideal") e que a solu√ß√£o √© altamente dilu√≠da.


Usando essas informa√ß√Ķes, voc√™ pode, por exemplo, resolver o seguinte problema para uma solu√ß√£o idealmente dilu√≠da:

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#.

RESPOSTAS

#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#