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Legge di Raoult e legge di Henry per soluzioni diluite

1900
  • François-Marie Raoult
  • William Henry
Chimico che misura la solubilità dei gas in laboratorio per applicazioni di chimica fisica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

In una soluzione binaria diluita, il solvente (componente principale) obbedisce approssimativamente Legge di Raoult, mentre il soluto (componente minore) obbedisce alla legge di Henry. La legge di Henry afferma che la componente parziale del soluto pressione è proporzionale alla sua frazione molare ([latex]P_{soluto} = K_H x_{soluto}[/latex]), dove [latex]K_H[/latex] è la costante della legge di Henry. La legge di Raoult è un caso limite in cui [latex]K_H = P_{solvente}^*[/latex].

Questa relazione fornisce una più completa termodinamico Descrizione di soluzioni diluite reali. La legge di Raoult funziona bene per il solvente perché le sue molecole sono prevalentemente circondate da altre molecole di solvente, un ambiente simile a quello del liquido puro. La frazione molare [latex]x_{solvente}[/latex] è vicina a 1 e il suo comportamento è quasi ideale. Il suo ambiente chimico rimane sostanzialmente invariato rispetto allo stato puro.

Al contrario, le molecole di soluto sono scarse e sono interamente circondate da molecole di solvente. Questo ambiente è molto diverso da quello del soluto puro. Pertanto, la sua tendenza a passare in fase vapore non è proporzionale alla sua purezza pressione di vapore ma a una costante empirica, [latex]K_H[/latex], che riflette le interazioni specifiche soluto-solvente. La legge di Henry descrive questo comportamento. L'equazione di Gibbs-Duhem dimostra matematicamente che se un componente in una miscela binaria obbedisce alla legge di Raoult in un certo intervallo di concentrazione, l'altro componente deve obbedire alla legge di Henry nello stesso intervallo. Le due leggi descrivono quindi i comportamenti limite ai due estremi dell'intervallo di concentrazione per qualsiasi miscela binaria.

UNESCO Nomenclature: 2209
- Chimica fisica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Legge di Raoult (1887)
  • Legge di Enrico (1803)
  • Legge di Dalton sulle pressioni parziali
  • Sviluppo del concetto di frazione molare
  • Equazione di Gibbs-Duhem, che collega matematicamente le due leggi

Applicazioni

  • calcolo della solubilità dei gas nei liquidi (ad esempio, carbonatazione delle bevande)
  • scienze ambientali (ad esempio, scambio di gas tra atmosfera e oceani)
  • processi di ingegneria chimica che coinvolgono l'assorbimento e lo stripping del gas
  • fisiologia (ad esempio, trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue)
  • anestesiologia per la determinazione delle concentrazioni di gas

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • sviluppo di depuratori di gas ad alta efficienza per il controllo dell'inquinamento industriale
  • creazione di branchie artificiali per apparecchi respiratori subacquei
  • engineering of advanced cattura del carbonio technologies using liquid solvents
  • progettazione di sensori per gas disciolti nella diagnostica medica
  • formulazione di miscele di gas anestetici stabili per interventi chirurgici
  • ottimizzazione delle miscele di gas per immersioni in acque profonde per prevenire la malattia da decompressione
  • sviluppo di imballaggi in atmosfera modificata per prolungare la durata di conservazione degli alimenti
  • creazione di microfluidico devices for studying gas-liquid reactions at small scales
  • progettazione di bioreattori con trasferimento di ossigeno migliorato per colture cellulari
  • modellazione predittiva della dissoluzione del gas vulcanico nel magma
Correlato a: legge di Henry, legge di Raoult, soluzione diluita, soluto, solvente, costante di Henry, solubilità dei gas, pressione parziale, frazione molare, Gibbs-Duhem.

Contesto storico

Legge di Raoult e legge di Henry per soluzioni diluite

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1896
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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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