قانون هنري للغازات

قانون هنري للغازات

نبذة عامة حول قانون هنري للغازات

يُعتبر قانون هنري الكيميائي أحد القوانين الخاصة بالغازات وقد وُضع من قبل العالم وليام هنري عام 1803م، وصاغ هذا القانون بعد إجرائه العديد من التجارب في أوائل القرن التاسع عشر والتي تختص بكمية الغازات التي تمتصها المياه، حيث كان القانون هو الوصف النهائي لهذه التجارب.

كما قدّم مساهمات أخرى كأبحاث خاصة بتحليل الغازات، وغاز المناجم، وغاز الإضاءة، وتكوين حمض الهيدروكلوريك وأمونياك، والقوى التطهيرية للحرارة، كما أنشأ كتاباً باسم عناصر الكيمياء التجريبية، وقد لاقى انتشاراً كبيراً في العالم.

نص قانون هنري للغازات

ينص القانون على أنّ درجة الحرارة الثابتة تتناسب مع كمية الغاز المذاب في سائل معلوم النوع والحجم تناسباً طردياً مع الضغط الجزئي، لذلك فإنّ الغاز يكون طافياً فوق السائل، أي أنّ القانون يفسّر أنّ انحلالية الغاز في السائل تتناسب تناسباً طردياً مع الضغط الجزئي للغاز فوق ذلك السائل.

شرح قانون هنري للغازات

يُمكن توضيح قانون هنري للغازات عن طريق شرح مثال عملي من الحياة اليومية وهو المشروبات الغازية المكربنة، فقبل فتح زجاجة المشروب الغازي، تكون المادة الموجودة فوق السائل هي غاز ثاني أكسيد الكربون النقي، وذلك عند ضغط أعلى قليلاً من قيمة الضغط الجوي ، مع العلم أنّ السائل نفسه يحتوي على غاز ثاني أكسيد الكربون المذاب، وعند فتح الزجاجة ينطلق الغاز مُنتجاً صوتاً مميزاً.

وبما أنّ الضغط الجزئي ل غاز ثاني أكسيد الكربون فوق السائل يكون أقل من ضغط السائل، يخرج الغاز المذاب في السائل على شكل فقاعات، وعند ترك وعاء السائل مكشوفاً فإنّ تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الوعاء يُصبح في حالة اتّزان مع غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو، وبالتالي يفقد السائل غازيتة، أي يُصبح سائلًا عادياً وغير غازي.

قانون هنري للغازات رياضياً

يُمكن تمثيل قانون هنري للغازات رياضياً عند ثبات درجة الحرارة كالتالي:

الضغط الجزئي = ثابت هنري × تركيز الغاز

وبالرموز:

ض = ثابت هنري × ت

وبالرموز الإنجليزية:

P = KH × C

إذ إن:

  1. P أو ض: الضغط الجزئي للغاز فوق السائل ويقاس بوحدة (atm).
  • KH أو ثابت هنري: ثابت قانون هنري للغازات، وهو يختلف من غاز لآخر ويقاس بوحدة ( atm.L.mol )، ويعتمد هذا الثابت على السائل المذيب، والغاز المذاب، ودرجة الحرارة المقاسة.
  • C أو ت: تركيز الغاز ويقاس بوحدة مول / لتر أو ( mol/L).

وفيما يلي بعض قيم ثابت هنري للغازات الذائبة في الماء وعند درجة حرارة 298 كلفن:

اسم الغاز ثابت هنري للغازات (atm. لتر/ مول)
الأكسجين (O 2 ) 769.23
ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) 29.41
الهيدروجين (H 2 ) 1282.05

أمثلة رياضية على تطبيق قانون هنري

لا بد من ذكر بعض الأمثلة لتوضيح قانون هنري وكيفية تطبيقه، وفيما يلي بعض الأمثلة التي تساعد على ذلك:

مثال 1: احسب قابلية ذوبان الأكسجين الغازي في الماء عند درجة حرارة 293 كلفن، عندما يكون الضغط الجزئي الذي يبذله جزيء O2 هو 1 بار، علمًا بأن ثابت هنري أو kH للأكسجين = 34840 bar.L.mol )؟

الحل:

  1. وفقًا لقانون هنري: الضغط الجزئي = ثابت هنري × تركيز الغاز
  2. ثم وبالتعويض بالقانون: 1 = 34840 × ت
  3. ت = 1 / 34840
  4. ت = 2.87 × 10 مول/ لتر.

مثال 2: إذا كانت قيمة KH لثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة 293 كلفن هي 1.6 × 10 atm لتر/ مول ، فعند أي ضغط جزئي يكون للغاز قابلية ذوبان (في الماء) تبلغ 2 × 10 مول / لتر؟

الحل:

  1. تعوض القيم المعطى في القانون هنري كما يلي: ض = ثابت هنري × ت
  2. ض = 1.6 × 10× 2 × 10
  3. ض = 0.032 ضغط جوي (1 ضغط جوي تقريبًا تساوي 1 بار)

مثال 3: ما هو تركيز الأكسجين المذاب عند 50 درجة مئوية (سيلسيوس) تحت ضغط مقداره 1 ضغط جوي، وكان الضغط الجزئي للأكسجين عند 50 درجة مئوية يساوي 0.14 ضغط جوي، مع العلم أن ثابت قانون هنري للأكسجين يساوي مول / دسم . ضغط جوي 1.3×10.

الحل:

  1. بالتطبيق على القانون: ض = ثابت هنري × ت
  2. 0.14 ضغط جوي = 1.3×10 (مول / دسم . ضغط جوي) × ت (كما يلاحظ بأن الوحدات غير متناسبة أو متطابقة على طرفي المعادلة، وهنا يجب التلاعب قليلًا في القانون لكي يصبح مناسبًا للوحدة المستخدمة وتبعًا لذلك سوف يصبح القانون كما يلي:)
  3. ت = ثابت هنري × ض
  4. ت = 0.14 ضغط جوي × 1.3×10 (مول / دسم .ضغط جوي)
  5. ت = 1.82×10 (مول / دسم )

ملاحظة: يستنتج مما سبق أ ن كتلة الغاز المذاب في حجم معين من المذيب عند التوازن تتناسب طرديًا مع الضغط الجزئي للغاز.

مثال 4: ما هو ثابت هنري للنيون المذاب في الماء، عند العلم بأنّ تركيز المحلول هو 23.5 مل/لتر، والضغط على سطح المحلول يعادل 1 ضغط جويّ، علمًا بأنّ الحجم الموليّ القياسيّ هوَ 22414 مل/ مول.

الحل:

  1. قبل تطبيق قانون هنري يجب تحويل تركيز المحلول من مل/لتر إلى مول/لتر، وذلك بقسمة قيمة تركيز المحلول على الحجم الموليّ القياسيّ كما يلي:
  2. 23.5 (مل/لتر) / 22414 مل/مول = 0.00105 مول/ لتر
  3. الآن نستطيع تطبيق قانون هنري: ض = ثابت هنري × ت
  4. 1 ضغط جوي = ثابت هنري × 0.00105 مول/لتر
  5. بقسمة الطرفين على 0.00105 فإنّ K تساوي 952.4 ضغط جوي. لتر/ مول.

تطبيقات قانون هنري للغازات

يستخدم القانون في الكثير من التطبيقات في الحياة اليومية ومنها ما ساعد على حماية العديد من الأرواح، وفيما يلي البعض منها:

قانون هنري في المشروبات الغازيّة

تغلق زجاجات المشروبات الغازية عند ضغط عالٍ مما يزيد من قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون فيها، وهذا تطبيق مباشر على قانون هنري.

قانون هنري في الغطس

يتعرض جسد الغطاس لضغط مرتفع تحت الماء ، مما يدفع أنسجة جسمه إلى امتصاص المزيد من الغازات، وهو ما قد يهدد حياة الغطاس، وتزداد الخطورة بزيادة العمق لأن الضغط عندها يزداد، لذلك عندما يقترب الغواص من القاع تمتص أنسجة الجسم المزيد من النيتروجين .

وبالتالي فإن قانون هنري يستخدم للتقليل من مخاطر انخفاض الضغط أثناء الغوص، وذلك من خلال تحديد كميّة الأكسجين المذاب والنيتروجين المناسب لهم، ولحماية الغواصين من مثل هذه الحالة، يتم تحميل المياه المستخدمة من قبل الغواصين بهواء مخفف يحتوي على 11.7% هيليوم ، و56.2% نيتروجين، و32.1% أكسجين.

قانون هنري في المرتفعات العالية

لا يكون الوزن الجزئي للأكسجين على المرتفعات بنفس القدر على مستوى سطح الأرض، وهذا يقلل من تركيز الأكسجين في الدم والأنسجة للأفراد الموجودين على ارتفاعات عالية أو المتسلقين، وهذا هو السبب في شعورهم بالضعف العام وعدم القدرة على التركيز أو التفكير بوضوح، ويستخدم قانون هنري لقياس الضغط المناسب وتحديد نسبة الأكسجين المطلوبة على هذه المرتفعات.

2023-12-175تعليم
مزيد من المشاركات
مفهوم العزم في الفيزياء

مفهوم العزم في الفيزياء

مفهوم العزم في الفيزياء يُعدّ العزم من أهمّ القوانين الفيزيائية وتسميته الصحيحة هي عزم الدوران أو عزم القوّة الدورانية، ويُعرّف عزم الدوران بأنّه قابليّة القوّة المُطبّقة على جسم على لتدويره حول محور دوران، حيث يُساوي عزم الدوران مقدار المركّبة العمودية للقوّة المُطبّقة مع متّجه سطح محور الدوران مضروبة بأقصر مسافة بين المحور ومتّجه القوّة والتي تُسمّى بطول الذراع، ويُمكن أن يكون اتجاه تطبيق القوة في مستوى موازٍ لمحور الدوران، ووحدة قياس عزم الدوران بالنظام المتري هي متر. نيوتن ويرمز لها (N.m).
كيفية زراعة الزعتر

كيفية زراعة الزعتر

زراعة الزعتر ينبغي زراعة بذور الزّعتر في التربة على عمق يصل إلى ستة مليمترات أو أقل لتنبت بعد حوالي أسبوعين، أمّا عند زراعتها في أواني للزرع فإنها تستغرق 6-8 أسابيع تقريباً حتى تنبت بما يكفي ليتم نقلها خارجاً للزراعة، ويجب أن تتم الزراعة بعد أن يزول خطر الصقيع. يُمكن أن ينمو الزعتر عن طريق البذور، أو التعقيل، أو عن طريق الطبقات، بالإضافة إلى أنّ تقسيم النبات من الجذور يزيد من كميته، ويمكن تهجين نبات الزعتر إذا عُرِف أصله، ويُذكر أنه من الممكن زراعته بسهولة من الشتلات التي يتراوح طولها من 5-10
الفرق بين الإحسان والإنعام

الفرق بين الإحسان والإنعام

الإحسان والإنعام معنى الإحسان الإحسان لغةً من الجذر اللغوي حسن، وأحسَنَ؛ أي قام بشيءٍ حسنٍ، وعكسها الإساءة، وقد يأتي معنى الإحسان أنّه الإخلاص ، وأمّا الإحسان اصطلاحًا؛ فهو نوعان: الإحسان في عبادة الخالق: كما رُوي عن عمر بن الخطاب -رضي الله عنه- حين سأل جبريل رسول الله -صلى الله عليه وسلم- عن الإحسان؛ فأجاب بقوله: (أَنْ تَعْبُدَ اللَّهَ كَأَنَّكَ تَرَاهُ فَإِنْ لَمْ تَكُنْ تَرَاهُ فَإِنَّهُ يَرَاكَ)، وهو القيام بحقوق الله على وجه الجدّ والنصح، والتكميل لها. الإحسان في حقوق الخلق: وهو بذل جميع
طريقة عمل لقمة القاضي صيامي

طريقة عمل لقمة القاضي صيامي

لقمة القاضي تعتبر لقمة القاضي من الحلويات اللذيذة، وسهلة التحضير، والتي يفضلها الجميع بمختلف أعمارهم، وهي تحتوي على العديد من العناصر الغذائية اللازمة لصحة الجسم وسلامته، مثل: البروتينات، والسكريات، والمعادن، علماً أن هذه العناصر تختلف باختلاف الحشوة، حيث من الممكن حشوها بالجبن، أو بالكريمة، أو بالشوكولاتة، أو بالفواكه، ومن الممكن تحضيرها بطريقة صيامية، بحيث لا تحتوي على إحدى المنتجات الحيوانية، فمن الممكن حشوها بالفواكه؛ كالتفاح، أو بالعسل، وفي هذا المقال سنعرفكم على طريقة عمل لقمة القاضي
طرق تحضير الحلبة

طرق تحضير الحلبة

الحلبة تعد الحلبة من الأعشاب والنباتات المشهورة في مختلف أنحاء العالم، والتي تتميز باحتوائها على العديد من العناصر الغذائية اللازمة لصحة الجسم، وسلامته؛ كالفيتامينات، والمعادن، والكربوهيدرات، وتتعدد استخدامات الحلبة، حيث من الممكن استخدامها في تحضير الكثير من أطباق الحلويات، وبعض المشروبات، وفي هذا المقال سنعرفكم على طرق تحضير الحلبة. طرق تحضير الحلبة صينية الحلبة المكوّنات: ثلاثة أكواب من السميد. كوب من الدقيق. كوب من زيت الزيتون. نصف كوب من السكر. نصف ملعقة كبيرة من البيكنج باودر. ملعقتان
حكم إهداء الأضحية عند المذاهب الأربعة

حكم إهداء الأضحية عند المذاهب الأربعة

حكم إهداء الأضحية عند الفقهاء الأربعة الأضحية هي ما يتقرب به العبد إلى ربه -تعالى- بنحر الإبل أو ذبح البقر أو الغنم في يوم عيد الأضحى أو في أحد أيام التشريق الثلاثة، وحكمها سنة على الأحياء، حيث يضحي عنه وعن عائلته وأسرته كما فعل النبي -صلى الله عليه وسلم-. وقد ذهب فقهاء المذاهب الأربعة إلى آراء وأقوال متعددة في حكم إهداء الأضحية، ومن ذلك: ذهب الحنفية إلى كراهية نقلها وإهدائها إلى بلد آخر إلا إذا علم له قرابة هناك، أو علم أن هناك أناساً هم أكثر حاجة وأشد فقر من أهل بلده. ذهب المالكية إلى كراهية
طريقة تحضير الهوت شوكليت

طريقة تحضير الهوت شوكليت

الهوت شوكليت يحاول الناس قدر الإمكان الابتعاد عن المشروبات الباردة في فصل الشتاء، فهي تسبب الأمراض ونزلات البرد في كثير من الأحيان، كما تزيد من قابلية الناس على تناول المشروبات الساخنة التي تمدهم بالطاقة؛ وتعطيهم شعوراً بالدفء، ومن المشروبات الساخنة التي يفضلها كثيرٌ من الناس هو الهوت شوكليت؛ نظراً لمذاقه اللذيذ، ونكهته المميزة والغنية بالسكر، وطعم الكاكاو المركز فيه، وهو عادةً يُحضّر من الشوكولاتة السائلة، بالإضافة إلى بعض المنكّهات الأخرى، ولكن في هذا المقال سنقدم لكم طرقاً لإعداد الهوت
اقتباسات نزار قباني

اقتباسات نزار قباني

وهنا إليكم في مقالي هذا ما جمعتُ لكم من اقتباسات نزار قباني، أتمنى أن تنال أعجابكم. اقتباسات نزار قباني كفانا نفاق.. فما نفعه كلّ هذا العناق.. ونحن أنتهينا وكلّ الحكايا التي قد حكينا نفاق. كلّ الذي أعرف عن مشاعري أنك يا حبيبتي، حبيبتي وأنّ من يحبّ لا يفكّر. كل المنافي لا تبدد وحشتي.. ما دام منفاي الكبير بداخلي. كلماتنا في الحب تقتل حبنا.. إن الحروف تموت حين تقال. كن مرة أسطورة كن مرة سراباً كن سؤالاً في فمي لا يعرف الجواباً. لا أستطيع التحرّر منك.. ولا أستطيع التحرر مني. لا تسأليني: كيف حالي..