亨利定律

亨利定律，是由威廉·亨利所發現的一个氣體的定律。
表述為：在一定温度和平衡狀態下，氣體在液體中的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。

公式與亨利常數
亨利定律的公式為：
: e^{p\,} = e^{kc\,} \,

::其中：
:p\, 為氣體的分壓；
:c\, 為溶於溶劑内的體積莫耳濃度；
:k\, 為亨利常數，其單位為L-atm/mol，atm/莫耳分率 或是 Pa-m3/mol；
取自然對數後，這個公式會讓我們更容易了解。

: p = kc \,
某些氣體的常數如下：

• 氧氣 (O2) : 769.2 L-atm/mol；
• 二氧化碳 (CO2) : 29.4 L-atm/mol；
• 氫氣 (H2) : 1282.1 L-atm/mol；

當這些氣體溶解于S.T.P.的水中時，其選用之濃度表示法應為體積莫耳濃度，L為溶液的升數；atm為溶液上的氣體分壓；mol為溶於溶劑中的莫耳數。值得注意的是：亨利常數的k值會隨著溶劑和溫度變化。

亨利定律與拉乌尔定律
亨利定律與拉乌尔定律都和其蒸氣壓的成分對濃度有關。且我們可以以更簡單的方式替換式子中的莫耳濃度為莫耳分率。當選用的是莫耳分率而不是體積莫耳濃度時，k值與其單位均會改變。

::亨利定律： p = k_{H,x}*x\,
::拉乌尔定律： p = p^{}x\,
兩者間不同處在於，p是某一物質的平衡蒸氣壓，因此亨利常數kH是不同於p**的值。另外，亨利定律是由混合相中實驗所產生而非純物質。
如果此溶液為理想溶液（雖然幾乎都不是），則所有的成分均會遵守拉乌尔定律。在大部分的反應系統中，只有稀薄溶液才可以適用。在這種情況下，溶質遵守亨利定律；而溶劑遵守拉乌尔定律。偏莫耳量的集合公式可以證明此種關係。

不同形式的亨利定律
下列有許多不同的亨利常數表達法：

其中:

*c_{aq}\, = 每一公升中所含的摩尔數
*L_{soln}\, = 溶液的升數
*p_{gas}\, = 未溶解於溶劑中的氣體分壓，以大氣壓表示
*x_{aq}\, = 溶液中的莫耳分率
*\textrm{atm}\, = 大氣壓（絕對壓力）
這些常數的表達方式只是原來常數的倒數而已，如同上表中各項的比較。既然不同形式的kH值都可以當作亨利常數的表達方式，因此在研讀這類資料時，應該更加留意亨利定律的形式。
另一點，亨利定律的適用範圍有限制，他只適用于微溶的狀態下。因此，越是不理想的情況下，其對濃度的依存性就越小，也就越不符合。
他也只適用於未發生化學反應的溶液中。二氧化碳就是個例子，它與水混合會迅速反應成碳酸。

不同形式的亨利定律
當溫度改變的時候，亨利常數隨即改變。這也就是爲什麽人們喜歡將它稱作亨利係數的原因。下列即是溫度與亨利常數的關係：
: k_{H,cp} = k_{H,cp,\Theta} \cdot e^{ \left[ -C \cdot \left( \frac{1}{T}-\frac{1}{T_\Theta}\right)\right]}\,
其中 \Theta (Theta) 指的是標準溫度(298K)。

下面列出了上列方程式的一些常數Ｃ值（以凱氏溫標為單位）

氣體的溶解度會隨著溫度的增加而越來越小。像加熱溶有氮氣的水從25 °C 至 95 °C，其溶解度會下降成原來的43%，當加熱的時候，Ｃ值也跟著改變了，因此Ｃ值也可以計作：
: C = \frac{\Delta_{solv}H}{R} = \frac{-d \cdot ln \left(k_{H,cp}\right)}{d(1/T)}

其中 \Delta_{solv}H \, 為溶解熱；R為理想氣體常數。

地球物理學中的亨利定律
在地球物理學中亨利定律表示惰性氣體溶解在矽酸中的量。用法如：
:\rho_m/\rho_g=e^{-\beta(\mu_{{\rm ex},m}-\mu_{{\rm ex},g})}\,
其中：
*下標m 為融化的量
*下標g 為氣體的狀態
*\rho 為密度
*\beta=1/k_BT 為溫標的倒數
*k_B 為波茲曼常數
*\mu_{{\rm ex},m}和\mu_{{\rm ex},g} 為溶質在這兩個狀態裏的過量的化學位能。

参见
*拉乌尔定律
*阿伏伽德罗定律
*玻意耳定律
*查理定律
*道尔顿分压定律
*盖-吕萨克定律
*格銳目定律
*范德瓦耳斯方程
*理想气体状态方程