Loi de Henry.

Williams Henry, Physicien anglais (1774-1836).

Voir aussi la page "Engazage".

La loi de Henry qui établit à l'équilibre les concentrations en gaz dissous dans un liquide s'écrit : Avec :

xi : fraction molaire du gaz "i". C'est le rapport du nombre de moles de gaz "i" au nombre total de moles de la solution. Même pour une eau assez fortement minéralisée on peut déterminer que ce nombre est peu différent de NT=55,6 mol.L-1 : nombre de moles d'eau contenues dans un litre d'eau.

pi : pression partielle du gaz "i" dans la phase gazeuse égale au produit de la pression totale de la phase gazeuse par la fraction représentative de la composition volumique (ou molaire).

Hi : Constante de Henry du gaz "i". Cette "constante" est fonction de la température et présente un maximum (qui correspond au minimum de solubilité) qui est fonction du gaz : vers 100 ºC pour l'oxygène et l'azote, 130 ºC pour le dioxyde de carbone.

H en MPa

O2

N2

CO2

20ºC

4047

8146

142

80ºC

7130

13100

456

Constante de Henry en fonction de la température pour le dioxyde de carbone.

On peut montrer à partir de la loi de Henry, que la concentration massique d'un gaz en solution peut s'exprimer par la relation :

Avec Mi : masse molaire du gaz "i".

La solubilité peut être fournie en normaux litres de gaz sous pression de gaz pur.

Exemple : à 80ºC l'oxygène est soluble à raison de Vn=0,0176 litre "normal" par litre d'eau sous une pression de 1 bar. On peut ainsi calculer directement le volume de gaz dissous à partir de la pression de ce gaz.
La constante de Henry se détermine alors par :
avec H en MPa

Une autre façon d'exprimer la loi de Henry est celle de la loi d'action de masses appliquée à l'équilibre chimique : (CO2) gaz (CO2) aqueux (dans le cas du dioxyde de carbone). Soit : .

On obtient donc : (CO2) aqueux = K.p(CO2)

K est donc l'inverse de la constante de Henry au facteur Nt près.

Exemple : à 20ºC la constante de Henry est 142 MPa.