Diferencia entre revisiones de «Ley de Henry»

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Revisión del 20:25 13 mar 2021

La ley de Henry fue formulada en 1803 por William Henry. Enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido.^[1] Matemáticamente se formula de la siguiente manera:^[2]

$C_{i}=k_{\mathrm {H} }p_{i}$
Símbolo	Nombre
$p_{i}$	Presión parcial del gas
$k_{\mathrm {H} }$	Constante de Henry, que depende de la naturaleza del gas, la temperatura y el líquido.^[2]
$C_{i}$	Concentración del gas (solubilidad)

Las unidades de la constante que dependen de las unidades elegidas para expresar la concentración y la presión. Un ejemplo de la aplicación de esta ley está dado por las precauciones que deben tomarse al volver a un buzo a la superficie. Al disminuir la presión parcial de los distintos gases, disminuye la solubilidad de los mismos en la sangre, con el consiguiente riesgo de una eventual formación de burbujas. Para evitarlo, esta descompresión debe efectuarse lentamente.

Simbología

Simbología
Símbolo	Nombre	Unidad	Común
$\alpha$	Coeficiente de Bunsen
$S$	Coeficiente de Kuenen
${\rm {H^{bp}}}$	Solubilidad de Henry por molalidad	mol / (kg Pa)
${\rm {H^{cp}}}$	Solubilidad de Henry por concentración	mol / (m³ Pa)	M / atm
${\rm {H^{cc}}}$	Solubilidad de Henry adimensional
${\rm {H^{xp}}}$		Pa^-1	atm^-1
$b$	Molalidad	mol / kg
$c_{a}$	Concentración de especie "a" en la fase acuosa	mol / m³	M
$c_{g}$	Concentración de especie "a" en la fase gaseosa	mol / m³	M
$K_{WA}$	Coeficiente de partición de agua - aire (Ing. water - air)
$p$	Presión parcial de especia "a" en la fase acuosa	Pa	atm
$R$	Constante de los gases	J / (kg K)
$T$	Temperatura	K
$T^{STP}$	Temperatura a presión estándar (Ing. Standard pressure)	K
$x$	Razón de la mezcla molar en la fase acuosa
	Solución
$\rho$	Densidad	kg / m³
	Agua
$M_{\rm {H_{2}O}}$	Masa molar
$\rho _{\rm {H_{2}O}}$	Densidad	kg / m³

Solubilidad de Henry por concentración

Químicos atmosféricos a menudo definen la solubilidad de Henry como:

${\rm {H^{cp}={\frac {c_{a}}{p}}}}$

Solubilidad de Henry adimensional

${\rm {H^{cc}={\frac {c_{a}}{c_{g}}}}}$

${\rm {H^{cc}=R\ T\ {\rm {H^{cp}}}}}$

Solubilidad de Henry por razón de mezcla de fase acuosa

${\rm {H^{xp}={\frac {x}{p}}}}$

$c_{a}\approx {\frac {M_{\rm {H_{2}O}}}{\rho _{\rm {H_{2}O}}}}$

${\rm {H^{xp}\approx {\Bigl (}{\frac {M_{\rm {H_{2}O}}}{\rho _{\rm {H_{2}O}}}}{\Bigr )}{\rm {H^{cp}}}}}$

Solubilidad de Henry por molalidad

${\rm {H^{bp}={\frac {b}{p}}}}$

$c_{a}={\frac {b\ \rho }{1+\sum _{i=1}^{n}b_{i}\ M_{i}}}$

Si solo hay un soluto se simplifica a:

$c_{a}={\frac {b\ \rho }{1+b\ M}}$

La ley de Henry solo es válida para soluciones diluidas, donde ( $b\ M\ll 1$ ) y ( $\rho \approx \rho _{\rm {H_{2}O}}$ ). En éste caso la conversión se reduce a:

$c_{a}\approx b\ \rho _{\rm {H_{2}O}}$

${\rm {H^{bp}={\frac {\rm {H^{cp}}}{\rho _{\rm {H_{2}O}}}}}}$

Coeficiente de Bunsen ( $\alpha$ )

De acuerdo con Sazonov y Shaw, el número adimensional coeficiente de Bunsen se define como:

"el volumen de gas saturado ( $V_{1}$ ), reducido a ( $T=273.15\ K,\ p=1\ bar$ ), el cual es absorbido por una unidad de volumen ( $V_{2}$ ) de solvente puro a la temperatura de medición y presión parcial ( $p=1\ bar$ )."

Si es gas ideal, la presión se cancela, y la conversión a ( ${\rm {H^{cp}}}$ ) se simplifica:

${\rm {H^{cp}={\frac {\alpha }{R\ T^{STP}}}}}$

Con ( $T^{STP}=273.15\ K$ ). Nota. De acuerdo con la definición, el factor de conversión no depende de la temperatura. Independientemente de la temperatura a que se refiere el coeficiente de Bunsen, siempre se usa ( $273.15\ K$ ) para la conversión. El coeficiente de Bunsen, el cual es nombrado por Robert Bunsen, ha sido utilizado principalmente en la literatura antigua.

Coeficiente Kuenen ( $S$ )

De acuerdo con Sazonov y Shaw, el coeficiente de Kuenen ( $S$ ) es definido como:

"el volumen de gas saturado ( $V(g)$ ), reducido a ( $T=273.15\ K,\ p=1\ bar$ ), el cual se disuelve por unidad de masa de solvente puro a la temperatura de medición y presión parcial

Referencias

↑ Morcillo, Jesús (1989). Temas básicos de química (2ª edición). Alhambra Universidad. p. 172. ISBN 9788420507828.
↑ ^a ^b «https://www.khanacademy.org/science/health-and-medicine/respiratory-system/gas-exchange-jv/v/henry-s-law».

Datos: Q285804

[1] Morcillo, Jesús (1989). Temas básicos de química (2ª edición). Alhambra Universidad. p. 172. ISBN 9788420507828.

[khanacademy_1-2] «https://www.khanacademy.org/science/health-and-medicine/respiratory-system/gas-exchange-jv/v/henry-s-law».

[1]

[2]

@@ Línea 26: / Línea 26: @@
 !Unidad
 !Común
+|-
+|<math>\alpha</math>
+|Coeficiente de Bunsen
+|
+|
+|-
+|<math>S</math>
+|Coeficiente de Kuenen
+|
+|
 |-
 |<math>\rm H^{bp}</math>
@@ Línea 79: / Línea 89: @@
 |<math>T</math>
 |Temperatura
+|K
+|
+|-
+|<math>T^{STP}</math>
+|Temperatura a presión estándar (Ing. Standard pressure)
 |K
 |
@@ Línea 145: / Línea 160: @@
 <math>\rm H^{bp} = \frac {\rm H^{cp}}{\rho_{\rm {H_2O}}}</math>
-== El coeficiente de Bunsen ==
+== Coeficiente de Bunsen (<math>\alpha</math>) ==
 De acuerdo con '''''Sazonov''''' y '''''Shaw''''', el número adimensional '''''coeficiente de Bunsen''''' se define como:
-"el volumen de gas saturado (<math>V_1</math>), reducido a (<math>T = 273.15 \ K, \ p = 1 \ bar</math>), el cual es absorbido por una unidad de volumen (<math>V_2</math>) de solvente puro a la temperatura de medición y '''''presión parcial''''' (<math>p = 1 \ bar</math>)."
+"el volumen de '''''gas saturado''''' (<math>V_1</math>), reducido a (<math>T = 273.15 \ K, \ p = 1 \ bar</math>), el cual es absorbido por una unidad de volumen (<math>V_2</math>) de '''''solvente puro''''' a la temperatura de medición y '''''presión parcial''''' (<math>p = 1 \ bar</math>)."
+Si es '''''gas ideal''''', la presión se cancela, y la conversión a (<math>\rm H^{cp}</math>) se simplifica:
+<math>\rm H^{cp} = \frac {\alpha}{R \ T^{STP}}</math>
+Con (<math>T^{STP} = 273.15 \ K</math>). Nota. De acuerdo con la definición, el factor de conversión no depende de la temperatura. Independientemente de la temperatura a que se refiere el '''''coeficiente de Bunsen''''', siempre se usa (<math>273.15 \ K</math>) para la conversión. El '''''coeficiente de Bunsen''''', el cual es nombrado por '''''Robert Bunsen''''', ha sido utilizado principalmente en la literatura antigua.
+== Coeficiente Kuenen (<math>S</math>) ==
-Si el gas es ideal, la presión se cancela, y la conversión a (<math>\rm H^{cp}</math>) se simplifica.
+De acuerdo con Sazonov y Shaw, el coeficiente de Kuenen (<math>S</math>) es definido como:
+"el volumen de gas saturado (<math>V(g)</math>), reducido a (<math>T = 273.15 \ K, \ p = 1 \ bar</math>), el cual se disuelve por unidad de masa de solvente puro a la temperatura de medición y presión parcial
-<math>\rm H^{bp}</math>
 == Referencias ==