Différence entre la loi de Henry et la loi de Raoult

Différence principale - loi de Henry vs loi de Raoult

La loi de Henry et la loi de Raoult sont deux lois trouvées en thermodynamique et décrivent la relation entre une solution et sa vapeur en équilibre l'une avec l'autre. La loi de Henry peut être utilisée pour expliquer la dissolution d'un gaz dans un solvant liquide tel que l'eau. La loi de Raoult indique le comportement du solvant dans une solution en équilibre avec sa pression de vapeur. Cependant, l'application de ces lois à des solutions réelles présente certaines limites. La principale différence entre la loi de Henry et la loi de Raoult est que Hla loi d'Enry décrit le comportement des solutés d'une solution alors que la loi de Raoult décrit le comportement du solvant dans une solution.

Zones clés couvertes

1. Quelle est la loi de Henry
      - Explication de la loi avec exemples, limitations
2. Quelle est la loi de Raoult
      - Explication de la loi avec exemples, limitations
3. Quelle est la différence entre la loi de Henry et la loi de Raoult
      - Comparaison des différences clés

Termes clés: loi de Henry, loi de Raoult, soluté, solution, solvant

Quelle est la loi de Henry

La loi de Henry est une loi des gaz qui explique la dissolution d'un gaz dans un milieu liquide. Cette loi stipule que la quantité de gaz dissoute dans un liquide est directement proportionnelle à la pression partielle de ce gaz en équilibre avec le liquide. Ceci peut être donné dans une équation comme ci-dessous.

[UNE_(aq)] = k_H.P_{A (g)}

Où un_(aq)] est la concentration du gaz A qui est dissous dans la solution,

k_H est la loi constante de Henry

P_{A (g)} est la pression partielle de A_(g)

La constante de la loi de Henry est une constante de proportionnalité et dépend du type de solvant, de soluté et de la température. Par conséquent, pour un gaz particulier, la constante de la loi de Henry peut varier à différentes températures. Par conséquent, lors du calcul de la solubilité d'un gaz dans l'eau, il convient d'obtenir la valeur de la constante de la loi de Henry à cette température.

Gaz	Constante de la loi de Henry à 25oC (mol / L atm)
O2	1,3 x 10-3
N2	6,1 x 10-4
H2	7,8 x 10-4
CO2	3,4 x 10-2

Tableau 01: Constante de la loi d'Henry à 25^oC pour différents gaz dans l'atmosphère

En outre, lors de l'application de la loi de Henry pour un gaz particulier, la pression partielle doit être obtenue en considérant la pression de vapeur de l'eau à cette température. Considérons l'exemple suivant.

Exemple

Question: Considérons un lac qui est dans des conditions atmosphériques normales. Déterminer la solubilité de O_{2 (g)} à 25^oC la température et la pression atmosphérique 1mat en considérant la pression de vapeur de l'eau dans l'atmosphère comme 0.0313atm. L’air normal est composé de 21% d’O_{2 (g).}

Figure 1: Une masse d’eau est composée d’eau contenant des gaz dissous en quantités différentes en fonction de la température de l’eau et de la pression atmosphérique..

Réponse:
La pression partielle d'oxygène dans l'atmosphère = (1-0.0313) atm x (21/100)
                                                                                    = 0,20 atm
Constante de la loi d'Henry pour l'oxygène à 25 ° C = 1,3 x 10^-3mol / L atm

Appliquer la loi de Henry;

[O_²(aq)] = kH.P_O2(g)
= 1,3 x 10^-3 mol / L atm x 0,2 atm
= 2,6 x 10^-4 mol / L

Selon le calcul ci-dessus, la quantité d'oxygène dissous dans un corps d'eau à des conditions de température et de pression normales est très faible..

Limites

La loi de Henry ne peut être utilisée que si les molécules considérées sont en équilibre. De plus, cette loi ne fonctionne pas pour les conditions de haute pression. De plus, si le gaz de dissolution présente une réaction chimique avec le solvant, cette loi ne peut pas être utilisée pour ce système..

Quelle est la loi de Raoult

La loi de Raoult est une loi thermodynamique qui explique la relation entre la pression de vapeur d'une solution et les pressions partielles de solutés dans cette solution. Cette loi stipule que la pression de vapeur d’un solvant au-dessus d’une solution est égale à la pression de vapeur d’un solvant pur (à cette température) multipliée par la fraction molaire du solvant..
Ceci peut être donné par une équation comme suit.

P_soluté    = X_soluté    x P^o_soluté

Où, P_UNE est la pression partielle du composant A dans un mélange,

X_UNE est la fraction molaire du composant A,

P^o_UNE est la pression de vapeur du composant pur à la même température.

Par exemple, considérons un mélange de A et B. Ici,

La fraction molaire de A = n_UNE/ (n_UNE + n_B)
La pression partielle de A = n_UNE/ (n_UNE + n_B) P^o_UNE
Par conséquent, la pression de vapeur totale de ce système = P_UNE + P_B

Cependant, la loi de Raoult ne fonctionne que pour les solutions idéales. Les solutions idéales sont composées de solutés ayant des interactions intermoléculaires entre molécules de soluté égales à celles de molécules de solvant. Puisqu'aucune solution réelle ne peut être considérée comme un gaz idéal, nous pouvons appliquer cette loi aux solutions très diluées contenant moins de molécules de soluté..

Figure 2: Application de la loi de Raoult à un mélange gazeux composé de gaz X et Y.

Limites

Lors du calcul de la fraction molaire d'un soluté, il convient de prendre en compte le nombre de moles de particules présentes dans la solution au lieu du nombre de moles du composé ajouté. Par exemple, lorsqu'un composé ionique est dissous dans l'eau, chaque ion séparé dans la solution doit être considéré comme une particule (ex: NaCl donne des ions Na + et Cl-. Ainsi, la quantité de particules présente est le double de la quantité de NaCl ajouté.)

Différence entre la loi de Henry et la loi de Raoult

Définition

Loi d'Henry: La loi de Henry est une loi thermodynamique qui explique la dissolution d'un gaz en milieu liquide.

Loi de Raoult: La loi de Raoult est une loi thermodynamique qui explique la relation entre la pression de vapeur d'une solution et les pressions partielles de solutés dans cette solution..

Concept

Loi d'Henry: La loi de Henry stipule que la quantité de gaz dissoute dans un liquide est directement proportionnelle à la pression partielle de ce gaz en équilibre avec le liquide..

Loi de Raoult: La loi de Raoult stipule que la pression de vapeur d'un solvant au-dessus d'une solution est égale à la pression de vapeur d'un solvant pur (à cette température) multipliée par la fraction molaire du solvant..

Constante de proportionnalité

Loi d'Henry: La constante de proportionnalité dans la loi de Henry s'appelle constante de loi de Henry.

Loi de Raoult: La loi de Raoult n'utilise pas une constante de proportionnalité.

Conclusion

La loi de Henry et la loi de Raoult indiquent le comportement chimique des solutions en contact avec leurs pressions de vapeur. La différence entre la loi de Henry et la loi de Raoult est que la loi de Henry explique le comportement des solutés d'une solution alors que la loi de Raoult explique le comportement du solvant dans une solution..

Références:

1. “Loi de Raoult.” Chimie LibreTexts, Libretexts, 3 mars 2017, disponible ici. Consulté le 16 août 2017.
2. Sans limites. «Loi de Henry - Boundless Open Textbook.» Boundless, 21 septembre 2016, disponible ici. Consulté le 16 août 2017.

Courtoisie d'image:

1. “2645374” (Domaine public) via Pixabay
2. “RaoultDeviationPressureDiagram” par Karlhahn - par en.wikipedia du jour au lendemain via Commons Wikimedia