亨利定律

亨利定律Henry's law，物理化學的基本定律之一，是英國的Henry（亨利）在1803年研究氣體在液體中的溶解度規律時發現的，可表述為：“在等溫等壓下，某種揮發性溶質（一般為氣體）在溶液中的溶解度與液面上該溶質的平衡壓力成正比。”其公式為

Pg=Hx

式中：H為Henry常數，x為氣體摩爾分數溶解度，Pg為氣體的分壓。H能夠很好的表示氣體的溶解量，但是Henry定律只適用於溶解度很小的體系，嚴格而言，Henry定律只是一種近似規律，不能用於壓力較高的體系。在這個意義上，Henry常數只是溫度的函數，與壓力無關。

在稀溶液中揮發性溶質的實驗中，實驗表明，只有當氣體在液體中的溶解度不很高時該定律才是正確的，此時的氣體實際上是稀溶液中的揮發性溶質，氣體壓力則是溶質的蒸氣壓。所以亨利定律還可表述為：在一定溫度下，稀薄溶液中溶質的蒸氣分壓與溶液濃度成正比。

一般來說，氣體在溶劑中的溶解度很小，所形成的溶液屬於稀溶液範圍。氣體B在溶劑A中溶液的組成無論是由B的摩爾分數x，質量摩爾濃度b，濃度c等表示時，均與氣體溶質B的壓力近似成正比。用公式表示時亨利定律可以有多種形式。如：

PB=Kx,B·xB

PB=Kb,B·bB

PB=Kc,B·cB

式中p是稀薄溶液中溶質的蒸氣分壓；x是溶質的物質的量分數； k為亨利常數，其值與溫度，溶質和溶劑的本性有關，亨利係數基本不受壓力影響。由於亨利定律中溶液組成標度的不同，亨利係數的單位不同，一定溫度下同一溶質在同一溶劑中的數值也不一樣，上式中的x（溶質B的摩爾分數）、b（質量摩爾濃度）或c（物質的量濃度）等表示時k值將隨之變化。K，K，K的單位分別為Pa，P·mol^-1·㎏，P·mo^l-1·dm^3。

只有溶質在氣相中和液相中的分子狀態相同時，亨利定律才能適用。若溶質分子在溶液中有離解、締合等，則上式中的xB（或m、c等）應是指與氣相中分子狀態相同的那一部分的含量；在總壓力不大時，若多種氣體同時溶於同一個液體中，亨利定律可分別適用於其中的任一種氣體；一般來說，溶液越稀，亨利定律愈準確，在x→0時溶質能嚴格服從定律。

溫度不同，亨利係數不同，溫度升高，揮發性溶質的揮發能力增強，亨利係數增大。換而言之，同樣分壓下溫度升高，氣體的溶解度減小。

若有幾種氣體同時溶於同一溶劑中形成稀溶液時，每種氣體的平衡分壓與其溶解度關係分別適用亨利定律。空氣中的N2和O2在水中的溶解就是這樣的例子。表1 給出25℃下幾種氣體在水中和在苯中的亨利係數。

表1 幾種氣體在水中和苯中的亨利係數Kx（25℃）。

*1GPa=10^9Pa