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稀溶液的拉乌尔定律和亨利定律

1900
  • François-Marie Raoult
  • William Henry
化学家在实验室中测量气体溶解度,用于物理化学应用。

(图片仅供参考)

在稀二元溶液中,溶剂(主要成分)近似遵循以下规律: 拉乌尔定律而溶质(次要成分)则遵循亨利定律。亨利定律指出溶质的部分 压力 与溶质的摩尔分数成正比([latex]P_{溶质} = K_H x_{溶质}[/latex]),其中[latex]K_H[/latex]是亨利定律常数。拉乌尔定律是[latex]K_H = P_{溶剂}^*[/latex]的极限情况。

这种关系提供了更完整的 热力学 对真实稀溶液的描述。拉乌尔定律对溶剂适用,因为溶剂分子主要被其他溶剂分子包围,其环境与纯液体类似。溶剂的摩尔分数接近于1,其行为接近理想溶液。其化学环境与纯溶液基本相同。

相反,溶质分子数量稀少,且完全被溶剂分子包围。这种环境与纯溶质的环境截然不同。因此,溶质逸入气相的趋势与其纯溶质的浓度不成正比。 蒸汽压 但实际上,溶质与溶剂的相互作用遵循一个经验常数 K_H,它反映了特定的溶质-溶剂相互作用。亨利定律描述了这种行为。吉布斯-杜亥姆方程从数学上证明,如果二元混合物中的一个组分在一定浓度范围内遵循拉乌尔定律,那么另一个组分在同一浓度范围内也必须遵循亨利定律。因此,这两个定律描述了任何二元混合物在浓度范围两端的极限行为。

UNESCO Nomenclature: 2209
物理化学

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 拉乌尔定律(1887 年)
  • 亨利定律(1803 年)
  • Dalton’s law of partial pressures
  • 摩尔分数概念的发展
  • 吉布斯-杜恒方程,在数学上将这两个定律联系起来

应用程序

  • 计算气体在液体中的溶解度(例如饮料的碳酸化)
  • 环境科学(例如大气和海洋之间的气体交换)
  • 涉及气体吸收和汽提的化学工程过程
  • 生理学(例如,血液中氧气和二氧化碳的运输)
  • 麻醉学中用于确定气体浓度

专利:

NA

潜在创新理念

  • 开发用于工业污染控制的高效气体洗涤器
  • 为水下呼吸器制造人造鳃
  • engineering of advanced 碳捕获 technologies using liquid solvents
  • 医疗诊断中溶解气体传感器的设计
  • 配制用于手术的稳定麻醉气体混合物
  • 优化深海潜水气体混合物以预防减压病
  • 开发气调包装以延长食品保质期
  • creation of microfluidic devices for studying gas-liquid reactions at small scales
  • 用于细胞培养的增强氧转移生物反应器工程
  • 火山气体溶解于岩浆的预测模型
与以下术语相关:亨利定律、拉乌尔定律、稀溶液、溶质、溶剂、亨利定律常数、气体溶解度、分压、摩尔分数、吉布斯-杜亥姆定律。

历史背景

稀溶液的拉乌尔定律和亨利定律

1899
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1896
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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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