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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
物理化学の実験室で気体の溶解度を測定する化学者。.

(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。

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
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

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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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(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。)

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