Loi de Henry - Définition

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La Loi de Henry, formulée en 1803 par William Henry, énonce :

A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide.

La concentration maximale d'un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) en solution, en équilibre avec une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) contenant ce gaz, est proportionnelle à la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) partielle de ce gaz en ce point (Graphie).

C’est-à-dire que si l'on est par exemple en un point où la pression est le double de la pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression qu'exerce le mélange gazeux constituant...) (c'est le cas dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) à 10,3 m de profondeur), chaque gaz de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) pourra se dissoudre 2 fois mieux qu'en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...). Ceci explique le problème des plongeurs : en profondeur, l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) de l'air (que le plongeur stocke puisque les cellules ne consomment que l'oxygène) a tendance à se dissoudre dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) du plongeur. Si celui-ci remonte trop vite, l'azote dissous va avoir tendance à se dilater rapidement dans l'organisme, ce qui peut créer des bulles dans les vaisseaux sanguins et une mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) par embolie (Une embolie est le largage de matériel (appelé embole) dans la circulation sanguine.) gazeuse.

Cette loi établie une relation entre la pression partielle pi d'un corps pur (En chimie, un corps pur est composé d'un seul type de constituant (contraire : mélange). Il...) gazeux et sa fraction molaire x_{i}^L dans un solvant :

p_{i} = x_{i}^L . K_{i}

Cette loi mesure la solubilité d'un gaz dans un solvant (Un solvant (également nommé en suisse romande thinner pour les solvants puissant) est un...) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) avec lequel ce gaz est en contact.

Ki est une constante de la loi de Henry (La Loi de Henry, formulée en 1803 par William Henry, énonce :) spécifique du gaz donné, aussi appelée H :

C_s = \frac{p}{H}

  • Cs représente la concentration maximale (dite " à saturation "),
  • p la pression partielle du gaz dans l'atmosphère, et
  • H la " constante de Henry " qui dépend de la nature du gaz, de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...), et du liquide.

A titre d'exemples :

  • pour l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.), H est 20% inférieur à sa valeur pour l'eau douce, en raison de la compétition entre gaz dissous et sels dissous
  • à pression atmosphérique normale, dans l'eau douce pour l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) Cs = 10 mg/L à 12 °C, et 14 mg/L à 0°C.

La loi de Raoult établit un lien entre la pression partielle d'un corps pur gazeux en équilibre avec une solution qui contient également ce corps pur à l'état liquide dans une proportion importante. Dans la loi de Raoult, il n'y a pas de solvant à proprement parlé : les deux corps purs du mélange sont dans des proportions de même ordre de grandeur.

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