헨리의 법칙과 라울의 법칙

소개글

헨리의 법칙과 라울의 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론

2.본론 -헨리의 법칙
-라울의 법칙

3.결론

4.참고문헌

본문내용

를 생각하면 이해가 쉽다. 우리가 호흡하는 압축공기는 약20%의 산소와 약 79%의 질소로 되어 있는데 1기압 상태에서는 폐에서 약간의 산소(약 4%)의 산소만 체내로 흡수하고 방출하지만 기압이 높아지면 질소도 같이 체내로 흡수되어 피속에 액체상태로 존재한다. 이는 수심(압력)과 비례한다. 다시말하면 깊은 수심에서 잠수할수록 많은 질소가 체내에 축적된다. 이것이 바로 잠수병을 일으키는 원인이다.
기액의 경계면(interface)에서는 저항이 없고 순간적으로 평형이 성립되며 계면에 있어서 확산가스의 분압Pi(atm)와 확산가스의 농도Ci(kg mol/㎥)간에는 헨리의 법칙이 성립된다.
즉, 기체의 용해도에 대한 법칙으로 온도가 일정할 때 일정량의 약체에 대한 기체의 용해량은 압력에 비례한다. 기체의 평형관계를 나타내는 법칙은 다음과 같다.
Ci=H×Pi
Ci : 확산가스의 농도[kg mol/㎥]
H : Henry의 상수[kg mol/atmㆍ㎥]
*용해도가 낮을수록 액중농도는 감소하며 H값은 커진다
*H값은 온도에 따라 변하며, 온도가 높을수록 Henry 상수는 커진다
Pi : 분압[atm]
[Henry의 법칙에 적용되는 예]
ㆍCO,CO₂,NO,NO₂,CH₄,H₂S 등 물에 잘 용해되지 않는 가스에 성립
[Henry의 법칙에 따르지 않는 예]
ㆍCl₂,HCl,HF,SiF₄,SO₂ 등 물에 대한 용해도가 큰 것은 물로 씻는다.
ㆍ물에대한 용해도의 크기 HCl>HF>Cl₂
ㆍ다량의 물로 씻는 가스 : NH₄,HF,HCl,H₂SO₄ 등
((용액의 총괄성))
비휘발성 물질(또는 극히 늦은 증기압을 갖는 물질)이 액체에 녹으면 액체의 증기압은 낮아진다. 설탕(및 다른 대부분의 고체들)은 비휘발성이므로 20℃에서 설탕 수용액의 증기압은 같은 온도에 있는 순수한 물의 증기압보다 낮다.
액체의 증기압은 표면에서 분자들의 탈출 빈도수에 의하여 결정된다. 설탕 용액의 표면에서는 설탕과 물 분자들이 모두 발견된다. 그러므로 표면의 물 분자수는 순수한 물에서보다 적다. 따라서 물분자의 탈출 빈도수, 즉 증기압은 순수한 물에서보다 낮다.
용매의 증기압이 낮아지는 정도는 용액이 이상성에 접근한다면 용질 분자의 종류나 크기에는 무관하다. 어는점을 낮추고 끓는점을 높이는 것은 용액의 물리적 성질의 예이고, 이는용질 분자의 종류와는 무관하고 농도에만 의존한다. 용질의 존재에 기인하는 용매의 증기압 내림은 용질의 농도에만 의존하는 용액의 몇 가지 성질들 중 하나이며, 총괄성(colligative properties)이라 부른다. 총괄성에는 용매의 증기압 내림 외에 끓는점 오름, 어는점 내림, 삼투압 현상 등이 있다.
3.결론
기체를 액체에 용해시킬 때 압력을 가해준 만큼 많은 질량이 녹는 것이 헨리의 법칙이다. 하지만 용해되는 부피는 일정한데, 이것은 압력을 가하면 기체의 부피가 줄어들기 때문이다. 줄어든 기체의 부피에 더 많은 질량이 들어 있는 것이다. 이 헨리의 법칙은 용해도가 작은 기체일 때 잘 적용된다. 기체의 용해도가 커 버리면, 압력을 가하기도 전에 얼른 다 녹아 버리기 때문이다.
라울의 법칙은 액체 넓이가 10인데 용질이 표면을 1 넓이만큼 가린다면 증기압력은 원래의 9/10 이 되겠죠. 이 9/10이 몰분율이다.
예를 들어 라울의 법칙은 물은 100C에서 끓고 그러나 설탕물은 100C 이상에서 끓는다. 이는 설탕분자들이 물이 끊어 기체가 되는 것을 막기 때문인데이 물에 탕이 더 많이 녹을수록 설탕이 더 많이 막아서 물이 기체가 되기 힘들게 해서 그렇다. 결국 용액에서 묽을 때는 헨리의 법칙을 진할 때는 라울의 법칙에 따른다고 보면 된다.
그리고 이 두 개의 법칙을 비교해보면 헨리의 법칙은 기체가 녹는것이고 라울의 법칙은 용질로 설탕이나 소금 이런게 녹았을때 그 물의 증기압력을 말하는 것이다.
헨리의 법칙은 압력이 높아 질수록 기체가 마니 녹아서 질량은 늘어나지만 부피는 늘어나지 않는다는 의미하며, 라울의 법칙은 설탕으로 예를 들면 물은 100C에서 끓는데 설탕물은 100C 이상에서 끓느다. 이는 설탕분자들이 물이 끊어 기체가 되는 것을 막기 때문인데, 이물에 설탕이 더 많이 녹을수록 설탕이 더 많이 막아서 물이 기체가 되기 힘들게 된다.
즉, 용질의 종류에 관계없이 용매에 녹아 있는 용질의 몰분율에 비례한다
따라서 극성이 있는기체는 적용될수없는것이 핸리의 법칙이다.
4.참고문헌
기본 물리화학Walter J.Moore저
물리화학Robert G.Mortimer저
물리화학 제3판

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