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Raoultsches Gesetz und Henrysches Gesetz für verdünnte Lösungen

1900
  • François-Marie Raoult
  • William Henry
Ein Chemiker misst die Gaslöslichkeit im Labor für physikalisch-chemische Anwendungen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

In einer verdünnten binären Lösung gehorcht das Lösungsmittel (Hauptkomponente) näherungsweise der folgenden Gleichung: Raoultsches GesetzDer gelöste Stoff (die Nebenkomponente) gehorcht dem Henryschen Gesetz. Das Henrysche Gesetz besagt, dass der Partialdruck des gelösten Stoffes Druck ist proportional zu seinem Molenbruch ([latex]P_{solute} = K_H x_{solute}[/latex]), wobei [latex]K_H[/latex] die Henry-Konstante ist. Das Raoultsche Gesetz ist ein Grenzfall, in dem [latex]K_H = P_{solvent}^*[/latex] gilt.

This relationship provides a more complete thermodynamic description of real, dilute solutions. Raoult’s law works well for the solvent because its molecules are predominantly surrounded by other solvent molecules, an environment similar to the pure liquid. The mole fraction [latex]x_{solvent}[/latex] is close to 1, and its behavior is nearly ideal. Its chemical environment is essentially unchanged from its pure state.

Conversely, the solute molecules are scarce and are entirely surrounded by solvent molecules. This environment is very different from that of the pure solute. Therefore, its tendency to escape into the vapor phase is not proportional to its pure vapor pressure but to an empirical constant, [latex]K_H[/latex], which reflects the specific solute-solvent interactions. Henry’s law captures this behavior. The Gibbs-Duhem equation mathematically proves that if one component in a binary mixture obeys Raoult’s law over a certain concentration range, the other component must obey Henry’s law in the same range. The two laws thus describe the limiting behaviors at the two extremes of the concentration range for any binary mixture.

UNESCO Nomenclature: 2209
Physikalische Chemie

Typ

Abstraktes System

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Raoultsches Gesetz (1887)
  • Henrys Gesetz (1803)
  • Daltonsches Gesetz der Partialdrücke
  • Entwicklung des Molenbruchkonzepts
  • Gibbs-Duhem-Gleichung, die die beiden Gesetze mathematisch verknüpft

Anwendungen

  • Berechnung der Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten (z. B. Karbonisierung von Getränken)
  • Umweltwissenschaften (zB Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Ozeanen)
  • chemische Verfahrenstechnik mit Gasabsorption und -strippung
  • Physiologie (z. B. Transport von Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut)
  • Anästhesiologie zur Bestimmung von Gaskonzentrationen

Patente:

NA

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Verwandt mit: Henrysches Gesetz, Raoultsches Gesetz, verdünnte Lösung, gelöster Stoff, Lösungsmittel, Henrysche Konstante, Gaslöslichkeit, Partialdruck, Molenbruch, Gibbs-Duhem.

Historischer Kontext

Raoultsches Gesetz und Henrysches Gesetz für verdünnte Lösungen

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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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