亨利定律

物理化学的基本定律之一

亨利定律，是物理化学的基本定律之一，由英国的Henry（亨利）在1803年研究气体在液体中的溶解度规律时发现。可表述为：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用摩尔分数表示）和该气体的平衡分压成正比，用公式表示为pB=kx,BxB，其中xB是挥发性溶质B（即所溶解的气体）在溶液中的摩尔分数，pB是平衡时液面上该气体的压力，kx,B是一个常数，其数值决定于温度、压力及溶质和溶剂的性质。

定律简介

亨利定律Henry's law，物理化学的基本定律之一，是英国的Henry（亨利）在1803年研究气体在液体中的溶解度规律时发现的，可表述为：“在等温等压下，某种挥发性溶质（一般为气体）在溶液中的溶解度与液面上该溶质的平衡压力成正比。”其公式为：

Pg=Hx

式中：H为Henry常数，x为气体摩尔分数溶解度，Pg为气体的分压。H能够很好的表示气体的溶解量，但是Henry定律只适用于溶解度很小的体系，严格而言，Henry定律只是一种近似规律，不能用于压力较高的体系。在这个意义上，Henry常数只是温度的函数，与压力无关。

详细内容

在稀溶液中挥发性溶质的实验中，实验表明，只有当气体在液体中的溶解度不很高时该定律才是正确的，此时的气体实际上是稀溶液中的挥发性溶质，气体压力则是溶质的蒸气压。所以亨利定律还可表述为：在一定温度下，稀薄溶液中溶质的蒸气分压与溶液浓度成正比。

一般来说，气体在溶剂中的溶解度很小，所形成的溶液属于稀溶液范围。气体B在溶剂A中溶液的组成无论是由B的摩尔分数xB，质量摩尔浓度bB，浓度cB等表示时，均与气体溶质B的压力近似成正比。用公式表示时亨利定律可以有多种形式。如：

PB=Kx,B·xB

PB=Kb,B·bB

PB=Kc,B·cB

式中pB是稀薄溶液中溶质的蒸气分压；xB是溶质的物质的量分数； k为亨利常数，其值与温度，溶质和溶剂的本性有关，亨利系数基本不受压力影响。由于亨利定律中溶液组成标度的不同，亨利系数的单位不同，一定温度下同一溶质在同一溶剂中的数值也不一样，上式中的xB（溶质B的摩尔分数）、bB（质量摩尔浓度）或cB（物质的量浓度）等表示时k值将随之变化。Kx，Kb，Kc的单位分别为Pa，Pa·mol^-1·㎏，Pa·mol^-1·dm^3　。

只有溶质在气相中和液相中的分子状态相同时，亨利定律才能适用。若溶质分子在溶液中有离解、缔合等，则上式中的xB（或mB、cB等）应是指与气相中分子状态相同的那一部分的含量；在总压力不大时，若多种气体同时溶于同一个液体中，亨利定律可分别适用于其中的任一种气体；一般来说，溶液越稀,亨利定律愈准确，在xB→0时溶质能严格服从定律。

实例

温度不同，亨利系数不同，温度升高，挥发性溶质的挥发能力增强，亨利系数增大。换而言之，同样分压下温度升高，气体的溶解度减小。

若有几种气体同时溶于同一溶剂中形成稀溶液时，每种气体的平衡分压与其溶解度关系分别适用亨利定律。空气中的N2和O2在水中的溶解就是这样的例子。表1 给出25℃下几种气体在水中和在苯中的亨利系数。

表1 几种气体在水中和苯中的亨利系数Kx（25℃）。

*1GPa=10^9Pa

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