亨利定律的表达式公式 亨利定律公式推导?
亨利定律的表达式公式及推导
亨利定律是物理化学的基本定律之一,由英国化学家亨利在1803年研究气体在液体中的溶解度规律时发现。亨利定律描述了气体溶解度与气相浓度之间的关系。以下是亨利定律的表达式公式和推导过程:
1. 亨利定律的公式表达式
亨利定律的公式有三种不同形式:
形式一:PB=kB(x)xB
式中,PB表示溶质B在溶液中的分压,kB为比例常数,x B为溶质B的摩尔分数。
形式二:PB=kB(m)mB
式中,mB表示溶质B的质量摩尔浓度。
形式三:PB=kB(c)cB
式中,cB表示溶质B的摩尔浓度。
2. 亨利定律的推导过程
亨利定律的推导涉及到物质的溶解过程和气体的分子动理论。具体推导过程如下:
步骤一:假设气体为理想气体
亨利定律的推导基于理想气体的假设,假设溶解的气体为理想气体。
步骤二:利用气体分子动理论
根据气体分子动理论,可以推导出气体溶解度与气体分压的关系。分子动理论认为,溶解过程中气体分子会与溶剂分子发生碰撞,碰撞频率与气体分压正相关。
步骤三:利用拉乌尔定律
根据拉乌尔定律,气液两相的平衡关系可由分压比表示:PB/PA=PA/PT,其中PB为溶质B在溶液中的分压,PA为溶质A在溶液中的分压,PT为总压力。
步骤四:将拉乌尔定律和理想气体状态方程结合
将拉乌尔定律和理想气体状态方程PV=RT结合,并假设溶解度与溶质浓度成正比,可以得到亨利定律的三种表达式。
步骤五:根据实验测定亨利系数
亨利系数是亨利定律中的比例常数,可以通过实验测定得到。在实验中,通过测量溶质B的分压与溶质浓度的关系,可以计算得到亨利系数。
亨利定律是物理化学中描述气体在液体中溶解度的定律,其公式表达式为PB=kB(x)xB、PB=kB(m)mB、PB=kB(c)cB。亨利定律的推导基于理想气体的假设,利用气体分子动理论和拉乌尔定律,最终得到与气体分压成正比的溶解度表达式。通过实验测定亨利系数可以计算出比例常数kB。