ГЕНРИ ЗАКОН
: растворимость газа
при заданной т-ре пропорциональна его давлению над р-ром. В такой формулировке
закон был установлен У. Генри в 1802. Совр. формулировка: при постоянной т-ре
парциальное давление р, растворенного в-ва над его предельно разб. р-ром пропорционально
мольной доле этого в-ва Ni, т.е. рi- = KiNi,где
Хi-постоянная Генри для в-ва i.
Г. з.-осн. закон, определяющий термодинамич. св-ва предельно разб. р-ров
неэлектролитов. Так, если для идеального разб. бинарного р-ра выполняется
Г. з., то из Гиббса-Дюгема уравнения и общих законов термодинамич.
равновесия следует, что парциальное давление пара р-рителя над таким р-ром
при постоянной т-ре пропорционально мольной доле р-рителя (см. Рауля законы), а понижение т-ры замерзания р-ра (если его компоненты не образуют
твердых р-ров) пропорционально мольной доле растворенного в-ва и не зависит
от его хим. природы. В области выполнения Г.з. или, иначе говоря, в идеальном
разб. р-ре термодинамич. активности растворенных в-в пропорциональны их
мольным долям (при любом способе выбора стандартных состояний). При выборе
в кач-ве стандартного состояния для растворенного в-ва гипотетич. состояния
при N, = 1, в к-ром в-во обладало бы св-вами, соответствующими предельно
разб. р-ру в данном р-рителе, его активность становится равной мольной
доле, а коэф. активности-единице. Благодаря этому при записи условий хим.
равновесия в разб. р-рах неэлектролитов можно опускать коэф. активности
и использовать действующих масс закон в его наиб. простой форме.
Постоянную Кi можно рассматривать как константу равновесия
перехода в-ва i из р-ра в газ. Она связана с изменением энергии Гиббса
при сольватации
соотношением:
= RTlnKi, где Т-т-ра, R-газовая постоянная. Величина
Ki и давление рр пара над чистой жидкостью i связаны
соотношением:,
где-коэф.
активности в-ва i в его предельно разб. р-ре, определенный по отношению
к чистой жидкости i как стандартному состоянию этого в-ва. В идеальном
р-ре=1 и Кi
= рoi.
Для высоких давлений формулировка Г.з. требует уточнения. В этих случаях
необходимо для определения р-римо-сти газа учитывать отклонение поведения
газовой фазы от поведения идеального газа, что достигается заменой рi
летучестью fi Кроме того, существенна зависимость Кi
от общего давления р, определяемая соотношением:
где-парциальный
мольный объем растворенного в-ва в предельно разб. р-ре. Учет этих двух
факторов приводит к ур-нию:
где po1- давление пара р-рителя при данной т-ре.
Если можно
считать не зависящим от давления, a po1 невелико,
по сравнению с р, ур-ние принимает вид (ур-ние Кричевско-го - Казарновского,
1935):
Анализ этого ур-ния показывает, что на кривой зависимости р-римости
газа от давления имеется максимум. В точке максимума парциальные мольные
объемы в-ва i в обеих фазах (жидкой и паровой) равны.
Для учета отклонений от поведения идеального разб. р-ра при расчете
р-римости газов в ур-ния, выражающие Г. з., в качестве множителя при мольной
доле Ni вводят соответствующий коэф. активности.
Лит.: Кричевский И. Р., Фазовые равновесия в растворах при высоких
давлениях, 2 изд., М.-Л., 1952; Карапетьянц М. X., Химическая термодинамика,
3 изд., М., 1975, с. 249-51, 272-80. В. А. Михайлов.
|