Henry 법칙, 압력과 기체의 용해도의 관계 (예제 13.2)

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압력과 기체의 용해도의 관계를 나타내는 Henry의 법칙

예제 13.2 Henry 법칙의 계산

▶ Q. 문제

25°C에서 액체 위에 있는 0.41MPa의 CO2 부분압력으로 채운 청량음료 내의 CO2의 농도를 계산하시오.

이 온도에서 물에 대한 CO2의 Henry법칙상수는 3.4x10-4mol/m3-Pa이다.

▶ 풀기전에 

Henry 법칙 

어떤 액체 용매에 대한 기체의 용해도는 용액위에 있는 기체의 부분압력에 정비례하여 증가한다

 

(청량음료가 시원해야 탄산이 잘녹는 이유를 알 수 있다ㅎ )

 

압력과 기체용해도 사이의 관계는 Henry법칙(Henry's law)에 의해 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Herny의 법칙

Sg = k * Pg

Sg: 용매에 대한 기체의 용해도

Pg: 용액 위에 있는 기체의 부분 압력

k: Henry 법칙 상수 (용질, 용매, 온도에 따라 다르다!)

 

다음 그래프를 보면 Henry법칙 상수가 용질, 용매, 온도에 따라 달라지는 것을 확인할 수 있다.

Henry 법칙 상수 그래프

▶A. 풀이

문제에서 

Sco2 = '청량음료 내의 CO2의 농도' 

Pco2 = 25°C에서 CO2 부분압력 = 0.41MPa 

 

k =  25°C에서 물에 대한 CO2의 Henry법칙상수 = 3.4x10-4mol/m3-Pa

 

Sco2 = K * Pco2

           = (3.4x101mol/m3Pa)(0.41MPa)

           =0.14mol/L

           =0.14M