Prawo Henry'ego - film z polskimi napisami

Wyobraź sobie, że patrzysz na granicę pomiędzy gazem, którego oznaczę na żółto, a płynem na niebiesko. Płynem, którego użyjemy jest H2O - woda. Wyobraź sobie, że patrzysz dokładnie na to, co dzieje się w tym miejscu. Tutaj jest Twoje oko i obserwujesz co się dzieje na powierzchni. Zapiszę to, bo później okaże się to całkiem ważne. Oglądasz warstwę powierzchniową wody. W ten sposób widzisz, jak cząsteczki poruszają się dookoła. Niektóre są fioletowe inne zielone. Po 4 z każdego rodzaju, co daje nam 50% cząsteczek fioletowych i 50% zielonych. Poniżej widzisz cząsteczki wody. Narysuję tutaj tlen i wodór. To jest wodór na moich cząsteczkach wody. Więc, mamy tutaj cząsteczki H2O i wszystko to dzieje się w ogromnym kubku wody. Jest to wielki kubek z wodą. Fioletowe i zielone cząsteczki reprezentują pewien rodzaj molekuł. Nie jest teraz istotne jaka to dokładnie substancja, to tylko hipotetyczny gaz. Chce w ten sposób pokazać czym jest ciśnienie parcjalne. Wiemy, że całkowite ciśnienie wynosi 1 atmosferę, czyli 760 milimetrów słupa rtęci. Ale jeśli weźmiemy z tego tylko zielone cząsteczki, to będziemy mówić o ciśnieniu parcjalnym. Możemy je obliczyć, ponieważ wiemy, że pośród wszystkich 8 cząsteczek są 4 zielone. Daje to 50%. Wiemy również, że całkowite ciśnienie to 760, zaznaczę to tym samym kolorem, 760 milimetrów słupa rtęci. Tak jak mówiłem, 50% stanowią zielone cząsteczki, co oznacza, że ich ciśnienie parcjalne to połowa z 760, czyli 380. Takie jest ciśnienie parcjalne zielonych cząsteczek. Obliczyliśmy to. Teraz trochę to skomplikuję. pozbądźmy się tych dwóch i zastąpmy je cząsteczkami zielonymi. Teraz gaz wygląda inaczej. 6 spośród 8 cząsteczek jest zielone. Jak teraz wygląda ciśnienie parcjalne? 6/8 - co oznacza, że skład procentowy będzie inny. Tutaj i tutaj będą nowe wartości. Teraz zielonych jest 75% Mnożymy 75% razy 760, co daje 570mmHg. To jest nowe ciśnienie parcjalne. Przeprowadziłem te obliczenia, dlatego że chciałem Ci pokazać pewien sposób myślenia o ciśnieniu parcjalnym - to, że jeśli ilość cząsteczek w skupisku rośnie, jeśli ich proporcje rosną to ich ciśnienie parcjalne także wzrasta. Jakie ma dla nas znacznie, że znajduje się tam więcej cząsteczek? Otóż, z tego punktu widzenia, z punktu widzenia osoby obserwującej powierzchnię wody można zauważyć, że cząsteczki poruszają się w każdym możliwym kierunku i co jakiś czas, te zielone cząsteczki przejdą pod powierzchnię wody. Odbijają się one we wszystkich kierunkach i niektóre z nich mogą znaleźć się w warstwie powierzchniowej wody. Jest to coś, co mógłbyś stąd zobaczyć i prawdopodobnie zobaczyłbyś więcej takich przypadków, gdyby zielonych cząsteczek było więcej. Innymi słowy, wyższe ciśnienie parcjalne spowoduje przejście większej ilości cząsteczek z fazy gazowej do fazy wodnej tego kubka. Nie chcę się w to za bardzo zagłębiać, chodzi mi o to, że kiedy rośnie ciśnienie parcjalne to będzie więcej cząsteczek, więcej zielonych cząsteczek przechodzących do płynu. Skup się teraz na tej jednej zielonej cząsteczce, na tym małym koledze. Wyobraź sobie, że dopiero co znalazł się w świecie H2O i stara się wykombinować co zrobić dalej. Może na przykład wyskoczyć z powrotem. Zgadzasz się z tym, że mógłby tak zrobić? Skoro udało mu się wejść do fazy ciekłej, to może też wrócić do fazy gazowej. Może wrócić i wiele cząsteczek chce tak zrobić. Chcą opuścić fazę wodną, bo płyn jest trochę zatłoczony. Jest tu dość ciasno i wielu znajdującym się tu cząsteczkom H2O może się to nie podobać. Okazuje się, że możesz zajrzeć do tabel, gdzie znajdziesz wartość K, z małym H. To K z małym H jest wartością stałą, której można się doszukać w tabelach. [stała Henry'ego] Kh jest zależna od rodzaju substancji rozpuszczonej. W tym przypadku substancję rozpuszczoną stanowią zielone cząsteczki. Czyli co to jest rozpuszczone? Zielone, fioletowe, czy niebieskie cząsteczki? O której substancji rozpuszczonej w danym momencie mówimy? A co stanowi rozpuszczalnik? Jest nim woda? Czy może płyn do mycia naczyń, etanol, albo jakaś inna ciecz, o czym mówimy w tym przypadku? I na koniec, jaka jest temperatura? Wiemy, że cząsteczki będą chciały "wychodzić" Szczególnie te, które wolą być w fazie gazowej, będą chciały wyjść z fazy ciekłej i będą chciały tego znacznie bardziej, jeśli temperatura będzie wyższa. Dzieje się tak dlatego, że przy wyższej temperaturze małe cząsteczki H2O zaczynają się trząść i tańczyć dokoła, co pozwala im się uwolnić i wyjść z fazy ciekłej. Zatem, to są 3 ważne kwestie: Co jest substancją rozpuszczoną? Co jest rozpuszczalnikiem? I jaka jest temperatura? Jeśli wiesz te 3 rzeczy, to możesz sprawdzić w tablicach Kh. Ono powie Ci coś więcej o tej czerwonej strzałce. Jakie jest prawdopodobieństwo opuszczenia warstwy powierzchniowej? Poprzednio mówiliśmy o wchodzeniu do cieczy, teraz o jej opuszczaniu. Stała Kh, którą możesz znaleźć w tablicach mówi o prawdopodobieństwie opuszczania cieczy przez cząsteczki, a ciśnienie parcjalne mówi o prawdopodobieństwie wchodzenia do cieczy. Jeśli spojrzysz teraz - wróćmy do tej osoby, jeśli spojrzysz teraz na warstwę powierzchniową, możesz skutecznie sprawdzić ile cząsteczek wchodzi, a ile wychodzi i obliczyć stężenie cząsteczek w warstwie powierzchniowej. Możesz pomyśleć tak: ciśnienie, czy też ciśnienie parcjalne podzielone przez Kh równa się stężenie. Pozwól, że to zapiszę. Tutaj mamy stężenie, a pozostałe dwa właśnie omówiliśmy. "P" to ciśnienie parcjalne, jest tutaj, natomiast K z małym H to stała i jest tutaj, w tym miejscu. Kiedy podzielisz te dwa, możesz obliczyć stężenie, a dokładniej stężenie zielonych cząsteczek w warstwie powierzchniowej. Ale co Ci to mówi? Ok, dowiedziałeś się jakie jest stężenie zielonych cząsteczek w warstwie powierzchniowej, tylko co to oznacza? Otóż, ten wzór, być może go poznajesz, to prawo Henry'ego. Henry, a właściwie William Henry wymyślił ten fantastyczny wzór. Możesz go też znaleźć w formie przekształconej na przykład jako P = stężenie x K z małym h. Niezależnie od tego, w jakiej jest postaci, to ciągle ten sam wzór. To, o czym nam mówi, a robi to w bardzo mądry sposób, to że na podstawie obserwacji cząsteczek, które będą wchodzić do cieczy i cząsteczek, które będą chciały ją opuścić daje Ci pogląd na stężenie cząsteczek w warstwie powierzchniowej tej cieczy. Inaczej mówiąc, istnieje związek pomiędzy ciśnieniem parcjalnym i stężeniem w obrębie cięczy. Jest to bardzo dobry sposób na myślenie o tym. Mam nadzieję, że opisywanie w ten sposób Kh da Ci bardziej intuicyjny obraz tego, czym ono jest.