Loi de Henry et pressions partielles

[invite595dcea7]

Bonjour,

Je bloque sur un exercice à propos de la solubilité des gaz dans l'eau.
Je dois calculer la concentration molaire du diazote et du dioxygène dans l'eau à 25°C en surface puis à 30 m de profondeur.

Précédemment j'ai calculé les pressions partielles en diazote et dioxygène à 0 m puis à -30 m.
J'ai utilisé la formule P(i) = x(i) * P(T)
avec P(i) : pression partielle, x(i) : fraction molaire et P(T) : pression totale

Pour calculer la concentration molaire de l'un des constituants en surface j'ai voulu utiliser la formule suivante :
n(i) = x(i) * n(T) = x(i) * n(eau) car l'eau est en large excès.
J'ai déduis la concentration en prenant la concentration d'un litre d'eau [H2O] = 55,5 mol/L, et je trouve :
C(i) = ( P(i) * [H2O] ) / P(T) en utilisant le fait que x(i) = P(i)/P(T)

Sauf que d'après mon corrigé d'ED je dois trouver :
C(i) = ( P(i) * [H2O] ) / K(i) avec K(i) = constante de Henry pour le gaz i et la loi de Henry qui énonce que : P(i) = x(i) * K(i)

Selon la formule que j'utilise je ne trouve pas les mêmes valeurs, et d'ailleurs les valeurs que je trouve dans le premier cas sont aberrantes. Je n'arrive pas à comprendre pourquoi ma première formule n'est pas applicable..

Merci d'avance !
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[jeanne08]

- tu mélanges bien les formules ...
- d'abord pression paritelle d'un gaz i ( nombre de mol ni ) dans un mélange de gaz : Pi = ni RT/V = ni/ntotalgaz*Ptotale et on a ni/ntotalgaz = fraction molaire du gaz i dans le mélange de gaz - pour mémoire tu as dû voir la loi de Raoult : qui s'interesse à l'équilibre i solution = i gaz et la loi de Raoult dit que la pression partielle Pi est egale à Pipur *fraction molaire de i dans la solution ( Pipur = pression de vapeur au dessus de i liquide pur )
- loi de Henry :qui s'interesse à l'équilibre : i soluté = i gaz et la loi de Henry , qui ne s'applique qu'à des solutés en solution diluée , dit que la pression partielle Pi est ki * ci avec ci la concentration du soluté en mol/L et ki la constante de Henry pour le soluté i en bar/(mol/L) . Comme pour un soluté i en solution diluée la concentration en mol/L est proportionnelle à la fraction molaire du soluté i on peut aussi ecrire la loi de Henry : Pi = Ki*xi avec xi la fraction molaire de i dans le liquide et Ki la constante de Henry en bar
- voilà alors reflechis bien avant de te lancer dans une formule ...

[invite595dcea7]

Merci pour la rapidité !

J'ai maintenant bien compris qu'il fallait faire la différence entre le x(i) dans le mélange de gaz et le x(i) dans le solvant.
Par contre je n'ai pas étudié la loi de Raoult a proprement parler en cours.. mais bon je peux m'en sortir sans visiblement ?

Donc pour résumer :
- Si je suis dans un mélange de gaz : j'utilise la relation simple P(i) = x(i) * P(T)
- Si je m'intéresse à un gaz en solution : j'utilise Henry tel que P(i) = x(i) * K(i)

C'est bien cela ?

[jeanne08]

oui ... toujours bien reflechir à la signification des termes d'une formule !

[A voir en vidéo sur Futura]