હેન્રીનો નિયમ (Henry’s law)
February, 2009
હેન્રીનો નિયમ (Henry’s law) : વાયુના પ્રવાહી(દ્રાવક)માં દ્રાવ્યતા અથવા વાયુ-પ્રવાહી પ્રાવસ્થાઓ વચ્ચે વાયુના વિતરણનો નિયમ. બ્રિટિશ રસાયણજ્ઞ અને તબીબ વિલિયમ હેન્રીએ આ નિયમ 1803માં રજૂ કર્યો હતો. આ નિયમ મુજબ ‘અચળ તાપમાને પ્રવાહી(દ્રાવક)ના મુકરર કદમાં સમતોલનમાં આવીને ઓગળેલા વાયુનું દળ પ્રવાહી ઉપર વાયુના દબાણના સમપ્રમાણમાં હોય છે.’ આ નિયમ વિતરણ નિયમ(distribution law)નો એક ખાસ કિસ્સો છે. દ્રાવક સાથે પ્રક્રિયા કરતા ન હોય તેવા વાયુઓની બાબતમાં વાયુનાં નીચાં દબાણોએ અને મંદ દ્રાવણો માટે આ નિયમ યથાર્થ (valid) ઠરે છે.
રાઉલ્ટ(Raoult)નો નિયમ મંદ દ્રાવણમાંના દ્રાવકના બાષ્પદબાણને સારી રીતે વર્ણવે છે, પણ તે દ્રાવણમાં ઓગળેલા દ્રાવ્ય પદાર્થના આંશિક, partial દબાણને બરાબર વર્ણવી શકતો નથી. આવા દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય(solute)નો દરેક અણુ લગભગ શુદ્ધ દ્રાવક વડે ઘેરાયેલો હોવાથી તેનું પર્યાવરણ શુદ્ધ દ્રાવ્ય જેવું હોતું નથી. આથી તેનું બાષ્પદબાણ શુદ્ધ દ્રાવ્ય સાથે સંબંધિત હોવાનું અસંભવિત (unlikely) કહી શકાય, પણ પ્રાયોગિક રીતે જોવા મળ્યું છે કે દ્રાવ્યનું વિભાગીય બાષ્પદબાણ દ્રાવકની માફક જ તેના મોલ-અંશ(mole fraction)ના સમપ્રમાણમાં હોય છે. આ રૈખિક (linear) પણ જુદી આધારિતતા હેન્રીએ શોધી હતી, જે મુજબ ‘એક બાષ્પશીલ દ્રાવ્ય Bનું બાષ્પદબાણ PB દ્રાવણમાંના તેના મોલ-અંશ(xB)ના અનુપાતમાં હોય છે :
PB = KBxB ………………………………………………………………………………………………………………………….. (i)
જ્યાં KB એ દ્રાવ્ય B માટેનો લાક્ષણિક અચળાંક છે. દ્રાવણ જેમ વધુ મંદ બને તેમ મોલ-અંશ અને મોલલ (molal) સાંદ્રતા એકબીજાના અનુપાતમાં આવતાં હોવાથી
PB = KBxB અથવા PB = K9BmB ……………………………………………………………………………………………..(ii)
જ્યાં xB અને mB એ દ્રાવ્ય ઘટક (B)ના અનુક્રમે મોલ-અંશ અને મોલલ સાંદ્રતા છે તથા KB અને K´B અચળાંકો છે. જે દ્રાવ્ય પદાર્થો આ સમીકરણને અનુસરે તેઓ હેન્રીના નિયમનું પાલન કરે છે. કોઈ એક વાયુ (i) માટે અચળાંક Kiનું મૂલ્ય Pi/xi વિરુદ્ધ xiનો આલેખ દોરી તેનું xi = 0 સુધી બહિર્વેશન (extrapolation) કરીને મેળવી શકાય.
જો દ્રાવકમાં એક કરતાં વધુ વાયુઓ ઓગાળવામાં આવ્યા હોય તો ઉપરનું સમીકરણ પ્રત્યેક વાયુ માટે સ્વતંત્ર રીતે યથાર્થ નીવડે છે. એટલે એમ કહી શકાય કે ‘વાયુમિશ્રણમાંના પ્રત્યેક વાયુની દ્રાવ્યતા મિશ્રણમાં જે તે વાયુના વિભાગીય દબાણના સીધા અનુપાતમાં હોય છે.’ અનુપાતી અચળાંક એ પ્રત્યેક વાયુ માટે અલગ અલગ હોય છે.
હેન્રીનો નિયમ નીચાં દબાણોએ સારી રીતે લાગુ પડે છે. ઊંચાં દબાણોએ તે ઓછો ચોક્કસ (exact) હોય છે. વાયુ દ્રાવક સાથે પ્રક્રિયા કરે કે ઓગળેલો વાયુ દ્રાવણમાં આયનીકરણ પામે ત્યારે આ નિયમ લાગુ પડતો નથી.
પ્ર. બે. પટેલ