1.5.10: Potenciales Químicos- Soluciones- Ley de Henry

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Michael J Blandamer & Joao Carlos R Reis
University of Leicester & Faculdade de Ciencias

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Una solución acuosa dada a temperatura\(\mathrm{T}\) contiene un soluto simple\(j\), molalidad\(\mathrm{m}_{j}\). El experimento muestra que en equilibrio la presión parcial\(\mathrm{p}_{j}\) es cercana a una función lineal de la molalidad\(\mathrm{m}_{j}\), siendo la constante de proporcionalidad la constante de la Ley de Henry para este soluto particular en un disolvente definido; ecuación (a).

\[\mathrm{p}_{\mathrm{j}} \cong \mathrm{H}_{\mathrm{j}} \,\left(\mathrm{m}_{\mathrm{j}} / \mathrm{m}^{0}\right)\]

Por definición\(\mathrm{m}^{0}=1.0 \mathrm{~mol} \mathrm{~kg}{ }^{-1}\). El experimento muestra que a medida que una solución real dada se vuelve más diluida por lo que la relación dada en (a) puede escribirse como una ecuación. La relación en (a) se reescribe como una ecuación para describir las propiedades de una solución que tiene propiedades termodinámicas que son ideales.

\[p_{j}(\mathrm{id})=\mathrm{H}_{\mathrm{j}} \,\left(\mathrm{m}_{\mathrm{j}} / \mathrm{m}^{0}\right)\]

En otras palabras,\(\mathrm{H}_{j}\) es la presión parcial del soluto volátil en una solución que tiene propiedades termodinámicas que son ideales y donde la molalidad del soluto es igual\(1.0 \mathrm{~mol kg}^{-1}\).

Para una solución real en equilibrio y a temperatura\(\mathrm{T}\), la presión parcial\(\mathrm{p}_{\mathrm{j}}(\text { real })\) se relaciona con la molalidad mj usando la ecuación (c) donde\(\gamma_{j}\) se encuentra el coeficiente de actividad que describe las propiedades del soluto\(j\) en solución

\[\mathrm{p}_{\mathrm{j}}(\text { real })=\mathrm{H}_{\mathrm{j}} \,\left(\mathrm{m}_{\mathrm{j}} / \mathrm{m}^{0}\right) \, \gamma_{\mathrm{j}}\]

\[\text { By definition, at all T and } p \lim \operatorname{it}\left(\mathrm{m}_{\mathrm{j}} \rightarrow 0\right) \gamma_{\mathrm{j}}=1\]

A medida que\(\mathrm{m}_{j}\) disminuye así\(\mathrm{p}_{\mathrm{j}}(\text { real })\) se acerca\(\mathrm{p}_{\mathrm{j}}(\mathrm{id})\).

La Ley de Henry forma la base de ecuaciones que se utilizan para relacionar el potencial químico del\(\mu_{j}\) soluto\(j\), con la composición de una solución.