ヘンリーの法則とは？
ヘンリーの法則とは、一定温度のもとで液体に溶ける気体の量が、その気体の液面上での分圧に正比例するという法則です。この計算機で使う形では、溶存濃度は $$C = k_H \times P$$ と表されます。ここで C は溶けている気体のモル濃度（mol/L）、\(k_H\) はヘンリーの法則の溶解度定数（mol/(L·atm)）、P は気体の分圧（atm）です。
計算機の使い方
対象とする「気体と溶媒の組み合わせ」に対応するヘンリー定数（温度によって変化する表値）と、気体の分圧を入力してください。計算機はこの2つを掛け合わせ、平衡状態での溶存濃度を返します。たとえば 25 °C 付近の水中における酸素の定数はおよそ 0.0013 mol/(L·atm)、二酸化炭素では約 0.034 mol/(L·atm) です。
式の意味を理解する
ヘンリーの法則が成り立つのは、平衡状態では気体分子が液体に入る速さと出ていく速さが等しくなるためです。分圧を高めると、より多くの分子が溶液中へ押し込まれ、濃度は直線的に上昇します。定数 \(k_H\) は、ある気体が特定の溶媒にどれだけ「溶けやすいか」を表す指標で、\(k_H\) が大きいほど同じ圧力でより多くの気体が溶けます。なお、\(k_H\) は温度が上がると小さくなります。これが、ぬるくなった炭酸飲料ほど早く気が抜ける理由です。
計算例
分圧 2.0 atm で CO₂ が水面上に保たれており、\(k_H = 0.034\) mol/(L·atm) だとします。このとき $$C = 0.034 \times 2.0 = 0.068 \text{ mol/L}$$ の CO₂ が溶けていることになります。圧力を2倍にすれば、溶存濃度も2倍になります。
よくある質問
どの単位を使いますか？ このバージョンでは濃度形式を採用しており、\(k_H\) は mol/(L·atm)、P は atm、結果の C は mol/L となります。別の流儀では \(k_H\) を「圧力÷濃度」の比として表す場合もあるため、お手元の表値がどの形式に従っているかを必ず確認してください。
温度は影響しますか？ はい。ヘンリーの法則の定数は温度に依存するため、正確な結果を得るには、対象とする系の温度で測定された \(k_H\) の値を使ってください。
本当に直線関係になりますか？ ヘンリーの法則は理想希薄溶液の近似です。低圧から中程度の分圧ではよく成り立ちますが、非常に高い圧力下や、溶媒と反応する気体では成立しなくなります。
