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希薄溶液におけるラウールの法則とヘンリーの法則

1900
  • François-Marie Raoult
  • William Henry
Chemist measuring gas solubility in a laboratory for physical chemistry applications.

(画像はイメージです)

希薄な二成分溶液では、溶媒(主成分)はおおよそ次の式に従う。 ラウールの法則一方、溶質(微量成分)はヘンリーの法則に従います。ヘンリーの法則は溶質の部分溶解度を規定しています。 プレッシャー はモル分率に比例します ([latex]P_{solute} = K_H x_{solute}[/latex])。ここで、[latex]K_H[/latex] はヘンリーの法則定数です。ラウールの法則は、[latex]K_H = P_{solvent}^*[/latex] の極限の場合です。

この関係はより完全な 熱力学 実際の希薄溶液の説明。ラウールの法則は溶媒によく適用されます。なぜなら、溶媒分子は主に他の溶媒分子に囲まれており、純粋な液体と似た環境にあるからです。モル分率 x_{solvent} は 1 に近く、その挙動はほぼ理想的です。その化学的環境は、純粋な状態と本質的に変わりません。

逆に、溶質分子は少なく、溶媒分子に完全に囲まれています。この環境は純粋な溶質の環境とは大きく異なります。したがって、気相へ逃げる傾向は純粋な溶質の気相への逃げる傾向に比例しません。 蒸気圧 しかし、特定の溶質-溶媒相互作用を反映する経験定数[latex]K_H[/latex]に帰着します。ヘンリーの法則はこの挙動を捉えています。ギブス-デュエム方程式は、二成分混合物の一方の成分が特定の濃度範囲でラウールの法則に従う場合、もう一方の成分は同じ範囲でヘンリーの法則に従わなければならないことを数学的に証明しています。したがって、この2つの法則は、あらゆる二成分混合物の濃度範囲の両端における極限挙動を記述します。

UNESCO Nomenclature: 2209
物理化学

タイプ

抽象システム

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ラウールの法則(1887年)
  • ヘンリーの法則(1803年)
  • ドルトンの分圧の法則
  • モル分率概念の発展
  • Gibbs-Duhem equation, which mathematically links the two laws

アプリケーション

  • 液体中の気体の溶解度を計算する(例:飲料の炭酸化)
  • 環境科学(例:大気と海洋間のガス交換)
  • ガス吸収および脱離を含む化学工学プロセス
  • 生理学(例:血液中の酸素と二酸化炭素の輸送)
  • ガス濃度を測定するための麻酔学

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • development of high-efficiency gas scrubbers for industrial pollution control
  • creation of artificial gills for underwater breathing apparatuses
  • engineering of advanced 二酸化炭素回収 technologies using liquid solvents
  • design of sensors for dissolved gases in medical diagnostics
  • formulation of stable anesthetic gas mixtures for surgery
  • optimization of deep-sea diving gas mixtures to prevent decompression sickness
  • development of modified atmosphere packaging for extending food shelf life
  • creation of マイクロ流体 devices for studying gas-liquid reactions at small scales
  • engineering of bioreactors with enhanced oxygen transfer for cell cultures
  • predictive modeling of volcanic gas dissolution in magma
関連キーワード: ヘンリーの法則、ラウールの法則、希薄溶液、溶質、溶媒、ヘンリーの法則定数、気体溶解度、分圧、モル分率、ギブズ・デュエム。

歴史的背景

希薄溶液におけるラウールの法則とヘンリーの法則

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1896
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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