Что такое закон Генри?
Закон Генри гласит, что количество газа, растворённого в жидкости, прямо пропорционально парциальному давлению этого газа над жидкостью (при постоянной температуре). В форме, используемой этим калькулятором, концентрация растворённого газа выражается как \(C = k_H \times P\), где C — молярная концентрация растворённого газа (моль/л), kH — константа растворимости Генри (моль/(л·атм)), а P — парциальное давление газа (атм).
Как пользоваться калькулятором
Введите константу Генри для вашей пары «газ — растворитель» (это табличные значения, зависящие от температуры) и парциальное давление газа. Калькулятор перемножит эти величины и выдаст равновесную концентрацию растворённого газа. Например, константа для кислорода в воде около 25 °C составляет примерно 0,0013 моль/(л·атм), а для углекислого газа — около 0,034 моль/(л·атм).
Разбор формулы
Закон Генри работает потому, что в состоянии равновесия скорость, с которой молекулы газа входят в жидкость, равна скорости, с которой они её покидают. Повышение парциального давления вынуждает больше молекул переходить в раствор, и концентрация растёт линейно. Константа \(k_H\) показывает, насколько хорошо конкретный газ растворяется в конкретном растворителе: чем больше \(k_H\), тем больше газа растворяется при том же давлении. Обратите внимание, что \(k_H\) уменьшается с ростом температуры — именно поэтому тёплая газировка выдыхается быстрее.
Пример расчёта
Допустим, CO₂ находится над водой при парциальном давлении 2,0 атм, а \(k_H = 0{,}034\) моль/(л·атм). Тогда $$C = 0{,}034 \times 2{,}0 = 0{,}068 \text{ моль/л}$$ растворённого CO₂. Удвойте давление — и концентрация растворённого газа тоже удвоится.
Частые вопросы
Какие единицы здесь используются? В этой версии применяется концентрационная форма: kH в моль/(л·атм), P в атм, что даёт C в моль/л. В других системах обозначений kH выражают как отношение давления к концентрации, поэтому всегда проверяйте, какой форме соответствует ваша табличная константа.
Влияет ли температура? Да. Константы закона Генри зависят от температуры, поэтому для точного результата используйте значение \(k_H\), измеренное при температуре вашей системы.
Действительно ли зависимость линейная? Закон Генри — это приближение для идеально разбавленных растворов. Он хорошо выполняется при низких и умеренных парциальных давлениях, но перестаёт работать при очень высоких давлениях или для газов, вступающих в реакцию с растворителем.
