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Ley de Raoult y ley de Henry para soluciones diluidas

1900
  • François-Marie Raoult
  • William Henry
Químico midiendo la solubilidad de gases en un laboratorio para aplicaciones de química física.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

En una solución binaria diluida, el solvente (componente mayoritario) obedece aproximadamente a Ley de Raoult, mientras que el soluto (componente menor) obedece la ley de Henry. La ley de Henry establece que la parcialidad del soluto presión es proporcional a su fracción molar ([latex]P_{soluto} = K_H x_{soluto}[/latex]), donde [latex]K_H[/latex] es la constante de la ley de Henry. La ley de Raoult es un caso límite donde [latex]K_H = P_{solvente}^*[/latex].

Esta relación proporciona una visión más completa. termodinámica Descripción de soluciones reales y diluidas. La ley de Raoult funciona bien para el disolvente porque sus moléculas están rodeadas predominantemente por otras moléculas de disolvente, un entorno similar al del líquido puro. La fracción molar [latex]x_{disolvente}[/latex] es cercana a 1, y su comportamiento es casi ideal. Su entorno químico permanece prácticamente inalterado con respecto a su estado puro.

Por el contrario, las moléculas de soluto son escasas y están completamente rodeadas por moléculas de disolvente. Este entorno es muy diferente al del soluto puro. Por lo tanto, su tendencia a escapar a la fase de vapor no es proporcional a su pureza. presión de vapor pero a una constante empírica, [latex]K_H[/latex], que refleja las interacciones específicas soluto-disolvente. La ley de Henry describe este comportamiento. La ecuación de Gibbs-Duhem demuestra matemáticamente que si un componente de una mezcla binaria obedece la ley de Raoult en un determinado rango de concentración, el otro componente debe obedecer la ley de Henry en el mismo rango. Por lo tanto, ambas leyes describen los comportamientos límite en los dos extremos del rango de concentración para cualquier mezcla binaria.

UNESCO Nomenclature: 2209
– Química física

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Ley de Raoult (1887)
  • Ley de Henry (1803)
  • Ley de Dalton de las presiones parciales
  • Desarrollo del concepto de fracción molar
  • Ecuación de Gibbs-Duhem, que vincula matemáticamente las dos leyes

Aplicaciones

  • Cálculo de la solubilidad de gases en líquidos (por ejemplo, carbonatación de bebidas).
  • Ciencias ambientales (por ejemplo, el intercambio de gases entre la atmósfera y los océanos)
  • Procesos de ingeniería química que implican absorción y extracción de gases.
  • fisiología (por ejemplo, transporte de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre)
  • Anestesiología para determinar concentraciones de gases

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Desarrollo de depuradores de gases de alta eficiencia para el control de la contaminación industrial
  • Creación de branquias artificiales para aparatos de respiración submarina
  • engineering of advanced captura de carbono technologies using liquid solvents
  • Diseño de sensores para gases disueltos en diagnósticos médicos
  • Formulación de mezclas de gases anestésicos estables para cirugía
  • Optimización de las mezclas de gases para buceo en aguas profundas para prevenir la enfermedad por descompresión
  • Desarrollo de envases en atmósfera modificada para prolongar la vida útil de los alimentos
  • creation of microfluidos devices for studying gas-liquid reactions at small scales
  • Ingeniería de biorreactores con transferencia mejorada de oxígeno para cultivos celulares
  • Modelado predictivo de la disolución de gases volcánicos en el magma
Relacionado con: Ley de Henry, Ley de Raoult, solución diluida, soluto, solvente, constante de la ley de Henry, solubilidad de gases, presión parcial, fracción molar, Gibbs-Duhem.

Contexto histórico

Ley de Raoult y ley de Henry para soluciones diluidas

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1896
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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