LEY DE HENRY La cantidad de gas disuelta en un liquido a una determinada temperatura es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el liquido." Los líquidos pueden llevar gases disueltos en su seno, es decir que esta unión es tan íntima que a simple vista no distinguimos la forma gaseosa de la forma líquida. Así la cantidad de gas que puede albergar un líquido dependerá de la temperatura, de la presión a la que está sometido el sistema líquido-gas, de la naturaleza del gas para ser absorbido (solubilidad) y la capacidad del gas para absorber gases. Cuanto mayor sea la presión parcial de un gas sobre un líquido mayor cantidad de gas absorberá el líquido. A menor temperatura la capacidad del gas para absorber gases aumenta, por el contrario con el aumento de temperatura el líquido disminuirá su capacidad para absorber gases. Esto es lo que pasa cuando hervimos agua y comprobamos que saben burbujas, que no es otra cosa que el gas que lleva disuelto y que el aumento de temperatura le obliga a liberarlo. También la naturaleza de los líquidos es un factor importante, ya que unos son capaces de absorber más gas que otros. Por ejemplo: el nitrógeno es cinco veces más soluble en la grasa que en el agua. La presión influye muy poco en la solubilidad de un líquido o de un sólido. Sin embargo, la solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión que ejerce el gas en la solución La ley de Henry matemáticamente puede formularse como: C = k.P
Donde C es la concentración molar (en mol/L), P es la presión del gas (en atm) y k es la constante de Henry (el valor de k depende de la naturaleza del gas y del líquido) Para explicar tal efecto, se considera que el número de moléculas de gas que choca contra la superficie del líquido (y que por lo tanto puede entrar en solución) es directamente proporcional a la presión. Si el gas reacciona con agua, la ley de Henry no funciona muy bien. Porque en La ley de Henry se cumple a presiones no muy elevadas y temperaturas no muy bajas.
Las desviaciones a la ley de Henry se deben principalmente a la formación de compuestos soluto/solvente y especies iónicas. Por ejemplo, la solubilidad del CO2 (dióxido de carbono) en agua a bajas temperaturas y presiones de 10-100 atm. se aparta de la ley de Henry pero a 100°C los resultados concuerdan (Sander, 1912). Las desviaciones a bajas temperaturas son debidas en parte a la formación de ácido carbónico: CO2+ H2O -----------------> H2CO3
En primer lugar, sólo es válida para gases que se disuelven muy poco, luego estamos hablando de soluciones diluidas (en este caso líquido-gas). Por ello no es aplicable a gases, como por ejemplo el HCl, que en agua se disuelve mucho, o también el NH3 que le ocurre lo mismo. En el HCl en agua, entran en juego fuerzas intermoleculares del tipo dipolopuente de hidrógeno. Si se quisiera evaluar el comportamiento de éstas sustancias y Henry, se debería considerar la solubilidad del gas con respecto a las moléculas que no se ven afectadas por estas fuerzas, entonces allí sí, se verifica el cumplimiento de la Ley. No es el caso del oxígeno, nitrógeno, argón, etc. que se disuelven muy poco y por lo tanto cumplen con ella. Una pregunta interesante sería: ¿la ley sólo se aplica cuando el soluto es un gas?. Y la respuesta es no. Henry es válido para gases y también para solutos que se disuelvan muy poco, y por lo tanto, constituyan soluciones diluidas y que tengan presión de vapor. Luego, en un cierto rango de concentraciones o presiones, Henry es válido para estudiar el comportamiento de los solutos en las soluciones. D.- RELACIONES ENTRE RAOULT Y HENRY. SU APLICACION A SISTEMAS REALES Debemos, ahora, relacionar las dos leyes vistas: Raoult y Henry Para ello tomemos en cuenta las dos ecuaciones: RAOULT: P1 = x1 . P1
o HENRY: P =KH. X2
Se debe observar que en el caso de Henry la ecuación señala la tendencia al escape del soluto como proporcional a su presión de vapor pero no a la presión de vapor del soluto puro. En cambio Raoult utiliza todos los parámetros referidos al comportamiento del solvente. RECUERDE: como norma general este tipo de ecuaciones son válidas sólo cuando estamos en presencia de soluciones diluidas. RAOULT SE APLICA PARA EL SOLVENTE y HENRY SE APLICA PARA EL SOLUTO
BIBLIOGRAFÍA
ROBERTO R. GARCÍA, soluciones Guía numero 6 http://www.unlu.edu.ar/~qgeneral/guiaseisoluciones.pdf
FISICO-QUIMICA, Juan Chamorro González Departamento de Metalurgia, Universidad de Atacama http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/Jchamorro/Fisicoquimica/Termo%20Soluciones.pdf
http://www.oilproduction.net/cms/files/gpa/43.pdf