Hukum Henry
Dalam kimia, Hukum Henry adalah salah satu dari hukum gas yang dirumuskan oleh kimiawan Inggris William Henry, yang mempelajari topik tersebut di awal abad ke-19. Dalam publikasinya mengenai kuantitas gas yang diserap oleh air, ia menggambarkan hasil eksperimennya:
Dengan kata lain, jumlah gas yang terlarut sebanding dengan tekanan parsial dalam fase gas. Faktor kesebandingannya disebut sebagai konstanta hukum Henry.
Contoh di mana hukum Henry berperan adalah pada pelarutan oksigen dan nitrogen yang tergantung pada kedalaman di dalam darah penyelam bawah laut yang berubah selama dekompresi. Contoh sehari-hari ini diberikan oleh pengalaman seseorang dengan minuman ringan berkarbonasi, yang berisi karbon dioksida terlarut. Sebelum dibuka, gas di atas minuman dalam wadah adalah karbon dioksida yang hampir murni, pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfer. Setelah botol dibuka, gas ini meloloskan diri, memindahkan tekanan parsial karbon dioksida di atas cairan menjadi jauh lebih rendah, menghasilkan penghilangan gas karena karbon dioksida terlarut keluar dari larutan.
Ada berbagai cara untuk mendefinisikan konstanta kesebandingan hukum Henry, yang dapat dibagi menjadi dua jenis dasar: Salah satu kemungkinannya adalah untuk menempatkan fase air menjadi pembilang dan fase gas menjadi penyebut ("aq/gas"). Hal ini menyebabkan konstanta kelarutan hukum Henry formula_1. Nilainya meningkat dengan peningkatan kelarutan. Atau, pembilang dan penyebut dapat diganti ("gas/aq"), yang menghasilkan konstanta volatilitas hukum Henry formula_2. Nilai formula_2 menurun dengan meningkatnya kelarutan.
Ada beberapa varian dari kedua jenis fundamental tersebut. Hal ini dihasilkan dari banyaknya jumlah yang dapat dipilih untuk menggambarkan komposisi dua fase. Pilihan khas untuk fase air adalah konsentrasi molar (formula_4), molalitas (formula_5), dan rasio pencampuran molar (formula_6). Untuk fase gas, konsentrasi molar (formula_7) dan tekanan parsial (formula_8) sering digunakan. Hal ini tidak memungkinkan untuk menggunakan rasio pencampuran dari fase gas (formula_9) karena pada rasio pencampuran fase gas tertentu, konsentrasi fase berair formula_4 tergantung pada tekanan total dan dengan demikian rasio formula_11 bukanlah suatu konstanta. Untuk menentukan varian yang tepat dari konstanta hukum Henry, dua superskrip digunakan. Mereka mengacu pada pembilang dan penyebut dari definisi tersebut. Sebagai contoh, formula_12 mengacu pada kelarutan Henry yang didefinisikan sebagai formula_13.
Hukum ini menetapkan hubungan antara tekanan parsial formula_14 dari gas murni dan fraksi molnya formula_15 dalam pelarut :
Hukum ini mengukur kelarutan gas dalam pelarut cair dengan mana gas berada dalam kontak. formula_17 adalah konstanta volatilitas, khusus untuk gas yang diberikan. Konstanta Henry, dinyatakan sebagai formula_18 :
di mana :Terdapat hubungan formula_23.
Contohnya:"Hukum Henry menetapkan hubungan antara tekanan parsial gas murni dalam kesetimbangan dengan larutan yang juga berisi bahan murni dalam keadaan cair dalam proporsi yang signifikan. Hukum Raoult, tidak ada pelarut yang lebih mendominasi. Dua komponen murni dari campuran yang dalam proporsi yang sama besarnya"
Sebuah kompilasi besar konstanta hukum Henry telah dipublikasikan oleh Sander (2015). Beberapa nilai yang dipilih ditampilkan dalam tabel berikut:
Dalam geokimia, sebuah versi hukum Henry berlaku pada kelarutan dari gas mulia dalam kontak dengan silikat meleleh. Satu persamaan yang digunakan adalah
di mana
Hukum Henry adalah hukum terbatas yang hanya berlaku untuk larutan yang "cukup encer". Kisaran konsentrasi yang berlaku menjadi sempit bila semakin banyak sistem yang menyimpang dari perilaku ideal. Secara kasar, yaitu semakin zat terlarut secara kimiawi "berbeda" lebih dari pelarut.
Untuk larutan encer, konsentrasi zat terlarut kurang lebih sebanding dengan fraksi molnya "x", dan hukum Henry dapat ditulis sebagai
Hal ini dapat dibandingkan dengan Hukum Raoult:
di mana "p"* adalah tekanan uap komponen murni.
Pada pandangan pertama, hukum Raoult tampaknya menjadi kasus khusus dari hukum Henry, di mana "K" = "p"*. Hal ini berlaku untuk pasangan zat yang terkait erat, seperti benzena dan toluena, yang mematuhi hukum Raoult di seluruh kisaran komposisi: campuran seperti itu disebut "campuran ideal".
Kasus umum adalah bahwa kedua hukum adalah hukum batasan, dan mereka menerapkan di ujung berseberangan di rentang komposisi. Tekanan uap komponen yang berlebih, seperti pelarut bagi larutan encer, sebanding dengan fraksi mol-nya, dan konstanta kesebandingannya adalah tekanan uap bahan murni (hukum Raoult). Tekanan uap zat terlarut juga sebanding dengan fraksi mol zat terlarut, tetapi konstanta kesebandingannya berbeda dan harus ditentukan secara eksperimental (hukum Henry). Dalam istilah matematika:
Hukum Raoult juga dapat berhubungan dengan zat terlarut non-gas.