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Henry-Gesetz
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Das Henry-Gesetz (nach dem englischen Chemiker William Henry) beschreibt das Löslichkeitsverhalten von (flüchtigen) Substanzen in Wasser.
Es besagt beispielsweise, dass die Konzentration eines Gases in einer Flüssigkeit direkt proportional zum Partialdruck des entsprechenden Gases über der Flüssigkeit ist. Die Proportionalität wird durch die Henry-Konstante ausgedrückt. Die am häufigsten verwendete Schreibweise ist:
- Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): p= k_{H,pc} \cdot c_{aq}
(p : Partialdruck der Substanz, Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): c_{aq}
: Konzentration in der Wasserphase/Lösung, Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): k_{H,pc}
: Henry-Konstante)
Es ist mit dem Prinzip von Le Châtelier vereinbar, denn auf eine äußere Druckzunahme wird das System mit einer Verkleinerung der Gasteilchenanzahl reagieren (und den Druck somit wieder erniedrigen, bzw. dem "Zwang" ausweichen).
Inhaltsverzeichnis |
Verschiedene Versionen
| Gleichung: | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): k_{H,cp} = \frac{c_{aq}}{p_{gas}} | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): k_{H,pc} = \frac{p_{gas}}{c_{aq}} | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): k_{H,px} = \frac{p_{gas}}{x_{aq}} | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): k_{H,cc} = \frac{c_{gas}}{c_{aq}} |
|---|---|---|---|---|
| andere Namen für k: | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \lambda | - | - | L |
| Dimension: | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \left[\frac{mol_{gas}}{l \cdot atm}\right] | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \left[\frac{l \cdot atm}{mol_{gas}}\right] | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \left[\frac{atm \cdot mol_{wasser}}{mol_{gas}}\right] | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \left[ dimensionslos \right] |
Die verschiedenen Henry-Konstanten lassen sich ineinander umrechnen, beispielsweise ergibt sich für:
- Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): k_{H,cp} = \frac{1}{k_{H,pc}}
, oder
- Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): k_{H,cp} = \frac{k_{H,cc}}{R \cdot T}
wobei R die molare Gaskonstante ist und T die Temperatur (des Gases).
Grenzen der Gültigkeit
Strenggenommen ist das Henry Gesetz nur für kleine und mäßige Drücke bis 5 Bar anwendbar. Auch ist es nur bei verdünnten Lösungen (das heißt bei niedrigen Partialdrücken) gültig. Zudem darf das gelöste Teilchen nicht mit dem Lösungsmittel reagieren, wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid, welches zu Kohlensäure reagiert und dem Gleichgewicht entzogen würde.
Anwendung im Tauchsport
Mit dem relativ einfachen Henry-Gesetz lässt sich die Dekompressionserkrankung bei Tauchern erklären. Bei dem in größeren Tauchtiefen herrschenden Umgebungsdruck (etwa 1bar pro 10 Meter Tiefe), löst sich der in der Atemluft enthaltene Stickstoff gut im Blutkreislauf. Taucht der Taucher jedoch zu schnell auf, nimmt die Löslichkeit des Gases im Blut (gemäß dem Henry-Gesetz) rapide ab, und der Stickstoff gast aus. Dieses führt zu der Dekompressionserkrankung.
Siehe auch
Weblinks
http://www.tauchersprechstunde.de/Physik/Physik-Henry.htm
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