Zuletzt aktualisiert: 2026-07-01

Das Henry-Gesetz verstehen

Das Henry-Gesetz beschreibt, wie viel Gas sich in einer Flüssigkeit löst. Bei fester Temperatur ist die Konzentration eines gelösten Gases direkt proportional zum Partialdruck dieses Gases über der Flüssigkeit:

Dabei ist $C$ die gelöste Konzentration, $P$ der Partialdruck des Gases über der Flüssigkeit und $k_H$ die Henry-Konstante des betreffenden Gas-Lösungsmittel-Paars bei der gegebenen Temperatur. Verdoppelt sich der Partialdruck, löst sich doppelt so viel Gas; sinkt der Druck, tritt das überschüssige Gas wieder aus der Lösung aus.

Der Rechner löst dieselbe Beziehung in drei Richtungen. Aus zwei der drei Größen ergibt sich jeweils die dritte: die Konzentration aus $C = k_H \cdot P$, der Partialdruck aus $P = C / k_H$ oder die Henry-Konstante aus $k_H = C / P$.

Die Henry-Konstante und ihre Einheit

Die Konstante $k_H$ gibt an, wie gut ein Gas löslich ist. Ein großer Wert bedeutet, dass sich pro Druckeinheit viel Gas löst. Dieser Rechner nutzt die Löslichkeitsform, in der gilt:

Die Konzentration wird also in mol/L und der Partialdruck in atm gemessen. In kPa, bar oder mmHg angegebene Drücke werden vor Anwendung der Konstante in atm umgerechnet.

Diese Werte sinken mit steigender Temperatur — warmes Wasser hält weniger gelöstes Gas, weshalb ein warmes Sprudelgetränk schneller schal wird als ein kaltes.

Konventionen für die Konstante

Für die Henry-Konstante existieren mehrere Konventionen, und ihre Vermischung ist eine häufige Fehlerquelle. Sie sind Kehrwerte oder Umskalierungen voneinander:

• Löslichkeitsform ($k_H = C / P$, mol·L⁻¹·atm⁻¹) — hier verwendet; steigt mit der Löslichkeit.
• Flüchtigkeitsform ($k_H = P / C$, L·atm·mol⁻¹) — der Kehrwert; sinkt mit der Löslichkeit.
• Molenbruch- und Molalitätsform — ersetzen die Molarität durch Molenbruch oder Molalität.
• Dimensionslose Form — ein Verteilungsverhältnis zwischen Gas und Flüssigkeit.

Vor dem Einsetzen eines Tabellenwerts prüfen, welche Konvention und Einheit er nutzt und ob er bei der betrachteten Temperatur gilt.

Rechenbeispiel

Eine verschlossene Flasche Sprudelwasser wird bei 25 °C mit CO₂ auf einen Partialdruck von 2 atm gebracht; dabei gilt $k_H = 0{,}034\ \text{mol·L}^{-1}\text{·atm}^{-1}$ für CO₂ in Wasser. Gesucht ist die Konzentration des gelösten CO₂.

Beim Öffnen fällt der CO₂-Partialdruck über der Flüssigkeit auf seinen Wert in gewöhnlicher Luft (etwa 0,0004 atm). Die Gleichgewichtskonzentration sinkt entsprechend:

Die gelöste Konzentration fällt um mehr als drei Größenordnungen, sodass das überschüssige CO₂ als Bläschen entweicht, bis das neue, viel niedrigere Gleichgewicht erreicht ist.

Wo das Henry-Gesetz gilt

Die Proportionalität zwischen gelöster Konzentration und Partialdruck tritt in Chemie, Biologie und Technik auf:

• Karbonisierung. Erfrischungsgetränke werden unter erhöhtem CO₂-Druck abgefüllt; das Öffnen senkt den Partialdruck, und das Gas perlt aus.
• Gewässerleben. Der gelöste Sauerstoff in Seen und Aquarien folgt dem Sauerstoff-Partialdruck der darüber liegenden Luft, sodass Erwärmung oder geringerer Oberflächenaustausch ihn senkt.
• Atmung. Der Gasaustausch in der Lunge bewegt Sauerstoff und Kohlendioxid gemäß ihren Partialdrücken über Membranen.
• Tauchen. Stickstoff löst sich unter dem hohen Druck in der Tiefe im Gewebe und muss beim Auftauchen allmählich abgegeben werden, um eine Dekompressionskrankheit zu vermeiden.

Grenzen des Gesetzes

Das Henry-Gesetz ist ein Grenzgesetz, das am besten für schwer lösliche Gase bei niedrigen Partialdrücken gilt. Es wird ungenauer, wenn das Gas sehr gut löslich ist, der Partialdruck hoch ist oder das Gas mit dem Lösungsmittel reagiert, statt sich nur zu lösen. Kohlendioxid etwa reagiert teilweise mit Wasser zu Kohlensäure, sodass seine scheinbare Löslichkeit etwas höher ist als die reine physikalische Lösung, die das Gesetz beschreibt. Da $k_H$ stark von der Temperatur abhängt, sollte eine bei einer Temperatur gemessene Konstante nicht ohne Korrektur bei einer anderen verwendet werden.