Conversor da Lei de Henry
Introduza uma constante da lei de Henry e selecione a unidade de origem e a unidade de destino para ver o resultado da calculadora. Verifique a definição da constante antes de usar um valor convertido entre formas diferentes.
Converter a Constante de Henry Entre Unidades
Fórmula da Lei de Henry
Onde:
- \(c\) — concentração do gás dissolvido, em mol/L quando usada com as unidades baseadas em concentração listadas.
- \(p\) — pressão parcial desse gás, em atm quando usada com as unidades baseadas em atmosfera listadas.
- \(k_{c/p}\) — concentração dividida pela pressão, com unidades mol/(L·atm).
- \(k_{p/c}\) — pressão dividida pela concentração, com unidades atm·L/mol; para o mesmo gás e as mesmas condições, \(k_{p/c}=1/k_{c/p}\).
- \(K_{\mathrm{in}}\) e \(K_{\mathrm{out}}\) — o valor introduzido e o valor exibido pela calculadora.
- \(F_{\mathrm{from}}\) e \(F_{\mathrm{to}}\) — os fatores programados na calculadora para as unidades selecionadas.
As duas primeiras equações descrevem duas formas recíprocas da lei de Henry. A última equação descreve a operação numérica desta calculadora; os seus fatores não fornecem conversões cientificamente válidas para todos os pares de unidades disponíveis.
Lei de Henry – Exemplo de Cálculo
Exemplo: mantenha o valor predefinido da constante de Henry de 0,034, com a unidade de origem definida como mol/(L·atm) e a unidade de destino definida como atm/fração molar. A calculadora atribui a essas unidades os fatores 1 e \(1/0.034\), respetivamente.
\[K_{\mathrm{out}}=0.034\times\frac{1}{1/0.034}=0.001156\]
Resultado: a calculadora exibe 0,001156 atm/fração molar. Este é o resultado reproduzível do software, não uma conversão física válida: obter uma constante de pressão por fração molar exige informações adicionais sobre o líquido.
Como usar a calculadora
- Introduza o seu valor numérico em Valor da constante de Henry. Use um valor medido ou reportado para o gás, o líquido e a temperatura de interesse.
- Escolha a definição e a unidade declaradas do valor em Unidade de origem. Não escolha uma unidade apenas com base nas letras usadas para nomear a constante.
- Escolha a Unidade de destino pedida e leia a Constante de Henry Convertida.
- Antes de usar o resultado num cálculo, verifique se as duas unidades representam a mesma definição da lei de Henry. As limitações abaixo são especialmente importantes ao alternar entre formas de concentração, de concentração inversa e de fração molar.
O que uma constante da lei de Henry indica
A lei de Henry relaciona a quantidade de equilíbrio de um gás dissolvido com a pressão parcial desse gás acima do líquido, dentro das condições em que a relação é aproximadamente linear. Se a concentração for escrita como \(c=k_{c/p}p\), um \(k_{c/p}\) maior significa que mais gás se dissolve a uma dada pressão. Se a relação for escrita como \(p=k_{p/c}c\), um \(k_{p/c}\) maior significa que é necessária uma pressão mais elevada para atingir uma dada concentração. Essas constantes têm valores numéricos recíprocos quando as suas unidades de pressão e de concentração correspondem.
A distinção é importante porque “constante da lei de Henry” não identifica um único conjunto de unidades. Por exemplo, mol/(L·atm) descreve concentração por pressão, enquanto atm·L/mol descreve pressão por concentração. Uma forma de fração molar descreve a pressão em relação à fração molar do gás dissolvido no líquido. Ela não é intercambiável com uma forma baseada em concentração sem informações que relacionem fração molar com concentração.
As constantes também dependem do gás, do solvente, da temperatura e da forma como a quantidade de equilíbrio é definida. Confirme essas condições antes de comparar valores publicados. Se precisar de alterar a pressão usada num cálculo separado, o Conversor de pressão trata das unidades de pressão; ele não altera a definição de uma constante da lei de Henry. Para um cálculo de transferência de gás que envolva uma quantidade por unidade de tempo, use o Conversor de Caudal Molar para essa quantidade separada.
Pressupostos e limitações
Não trate todos os resultados exibidos como conversões de unidades. A calculadora usa um multiplicador fixo para cada opção do menu e divide um multiplicador pelo outro. Em particular, trata mol/(L·atm) e atm·L/mol como numericamente iguais. Essas formas são recíprocas, não unidades equivalentes. Por exemplo, 0,034 mol/(L·atm) corresponde a aproximadamente 29,4118 atm·L/mol para a mesma relação de equilíbrio — e não a 0,034 atm·L/mol.
O fator programado para mol/(m³·Pa) também não implementa a conversão ordinária de volume e pressão a partir de mol/(L·atm). Usando 1 atm = 101,325 Pa e 1 m³ = 1.000 L, uma constante de concentração por pressão de 0,034 mol/(L·atm) é igual a aproximadamente 0,000335554 mol/(m³·Pa). Verifique esta conversão de forma independente em vez de confiar no resultado entre unidades exibido.
As duas opções de fração molar, atm/fração molar e Pa/fração molar, são formas de pressão por fração molar. Alterar unidades de pressão dentro dessa mesma forma exige 1 atm = 101,325 Pa; a razão programada na calculadora funciona na direção oposta. Alternar entre qualquer forma de fração molar e uma forma baseada em concentração exige uma relação entre a fração molar do líquido e a concentração, normalmente envolvendo a composição e a densidade do líquido. Nenhum fator universal de 0,034 fornece essa informação.
Para um trabalho fiável, use o resultado da calculadora com unidade inalterada apenas como verificação de valor. Para qualquer alteração de definição ou de unidades, escreva a equação de equilíbrio, converta as suas grandezas componentes e verifique o resultado em relação à convenção declarada da fonte. Um valor de entrada zero também exige cuidado: o recíproco de uma constante nula de concentração por pressão é indefinido, embora a calculadora possa exibir zero.
Perguntas frequentes
Como calculo a concentração de um gás dissolvido usando a lei de Henry?
Multiplique a pressão parcial do gás pela sua constante de concentração por pressão: \(c=k_{c/p}p\). Por exemplo, se \(k_{c/p}=0.020\) mol/(L·atm) e a pressão parcial do gás é 0,50 atm, então \(c=0.010\) mol/L. Use uma constante medida para o mesmo gás, líquido e temperatura, e verifique se a solução está dentro do intervalo aproximadamente linear da lei de Henry.
Existe um valor normal ou bom para uma constante da lei de Henry?
Nenhum valor isolado é normal ou bom. Uma constante da lei de Henry descreve um equilíbrio gás–líquido específico a uma temperatura específica, e as fontes publicadas usam definições diferentes. Antes de comparar valores, corresponda o gás, o solvente, a temperatura e a forma da constante. Uma constante de concentração por pressão maior indica maior solubilidade a uma dada pressão; a interpretação inverte-se para o seu recíproco de pressão por concentração.
Como converto uma constante da lei de Henry para a sua forma recíproca manualmente?
Tome o recíproco do valor numérico ao alternar entre formas correspondentes de concentração por pressão e pressão por concentração. Por exemplo, \(0.020\) mol/(L·atm) corresponde a \(1/0.020=50\) atm·L/mol. Isso funciona apenas quando as unidades são recíprocas e as constantes descrevem as mesmas condições de equilíbrio. O recíproco de zero é indefinido.
Devo usar pressão total ou pressão parcial na lei de Henry?
Use a pressão parcial do gás que se dissolve, não a pressão total de uma mistura de gases. Para uma mistura de gases aproximadamente ideal, multiplique a pressão total pela fração molar desse gás na fase gasosa: \(p_i=y_iP\). Por exemplo, um gás que constitui 20% de uma mistura a 2 atm tem uma pressão parcial de aproximadamente 0,4 atm. Não confunda a fração molar na fase gasosa com a fração molar no líquido.
Posso usar uma constante da lei de Henry medida a uma temperatura diferente?
Não sem levar a temperatura em conta. A solubilidade do gás e a constante da lei de Henry correspondente podem mudar substancialmente quando a temperatura muda. Algumas referências fornecem uma equação empírica de temperatura ou um parâmetro termodinâmico para estimar a mudança, mas a equação deve corresponder à definição da constante usada pela referência. Para um trabalho preciso, use um valor medido à sua temperatura-alvo quando disponível.
Como relaciono a concentração de um gás dissolvido com a sua fração molar no líquido?
É necessária a concentração molar total da mistura líquida: \(x_{gas}=c_{gas}/c_{total}\), com ambas as concentrações expressas no mesmo volume. Determinar \(c_{total}\) geralmente exige informações sobre a composição e a densidade do líquido. Para uma solução aquosa suficientemente diluída, o solvente pode dominar esse total, mas essa aproximação não é universal. Uma constante de pressão por fração molar, portanto, não pode ser obtida de uma constante baseada em concentração usando apenas unidades de pressão.
Como converto uma constante de concentração por pressão de atm para Pa?
Divida o seu valor numérico em mol/(L·atm) por 101,325 para obter mol/(L·Pa), porque uma atmosfera equivale a 101,325 pascals. Por exemplo, \(0.020\) mol/(L·atm) é aproximadamente \(1.97\times10^{-7}\) mol/(L·Pa). Se também mudar de litros para metros cúbicos, multiplique esse resultado por 1.000. Converta as partes de pressão e de volume separadamente para evitar inverter um fator.