Ultimo aggiornamento: 2026-07-01

Capire la legge di Henry

La legge di Henry descrive quanto gas si scioglie in un liquido. A temperatura fissata, la concentrazione di un gas disciolto è direttamente proporzionale alla pressione parziale di quel gas a contatto con il liquido:

dove $C$ è la concentrazione disciolta, $P$ è la pressione parziale del gas sopra il liquido e $k_H$ è la costante di Henry della coppia gas-solvente a quella temperatura. Raddoppiando la pressione parziale si scioglie il doppio di gas; riducendo la pressione, il gas in eccesso torna a uscire dalla soluzione.

Il calcolatore risolve la stessa relazione in tre direzioni. Date due delle tre grandezze, restituisce la terza: la concentrazione con $C = k_H \cdot P$, la pressione parziale con $P = C / k_H$ o la costante di Henry con $k_H = C / P$.

La costante di Henry e le sue unità

La costante $k_H$ esprime quanto è solubile un gas. Un valore grande indica che si scioglie molto gas per unità di pressione. Questo strumento usa la forma di solubilità, in cui

quindi la concentrazione si misura in mol/L e la pressione parziale in atm. Le pressioni date in kPa, bar o mmHg vengono convertite in atm prima di applicare la costante.

Questi valori calano all'aumentare della temperatura: l'acqua calda trattiene meno gas disciolto, perciò una bevanda gassata tiepida perde l'effervescenza più in fretta di una fredda.

Convenzioni per la costante

Coesistono diverse convenzioni per la costante di Henry, e mescolarle è una fonte comune di errore. Sono reciproche o riscalate l'una dell'altra:

• Forma di solubilità ($k_H = C / P$, mol·L⁻¹·atm⁻¹) — usata qui; cresce con la solubilità.
• Forma di volatilità ($k_H = P / C$, L·atm·mol⁻¹) — il suo reciproco; diminuisce con la solubilità.
• Forme frazione molare e molalità — sostituiscono la molarità con la frazione molare o la molalità.
• Forma adimensionale — un rapporto di ripartizione tra gas e liquido.

Prima di usare un valore tabulato, verificare quale convenzione e quali unità adotta e a quale temperatura è valido.

Esempio svolto

Una bottiglia chiusa di acqua gassata viene pressurizzata con CO₂ fino a una pressione parziale di 2 atm a 25 °C, dove $k_H = 0{,}034\ \text{mol·L}^{-1}\text{·atm}^{-1}$ per la CO₂ in acqua. Si cerca la concentrazione di CO₂ disciolta.

All'apertura, la pressione parziale di CO₂ sopra il liquido scende verso il suo valore nell'aria comune (circa 0,0004 atm). La concentrazione di equilibrio diminuisce di conseguenza:

La concentrazione disciolta cala di oltre tre ordini di grandezza, quindi la CO₂ in eccesso sfugge sotto forma di bollicine fino a raggiungere il nuovo equilibrio, molto più basso.

Dove si applica la legge di Henry

La proporzionalità tra concentrazione disciolta e pressione parziale compare in chimica, biologia e ingegneria:

• Gassatura. Le bibite sono imbottigliate sotto una pressione di CO₂ elevata; aprire il contenitore abbassa la pressione parziale e il gas fuoriesce.
• Vita acquatica. L'ossigeno disciolto in laghi e acquari segue la pressione parziale di ossigeno dell'aria sovrastante, perciò il riscaldamento o un minore scambio in superficie lo riducono.
• Respirazione. Gli scambi gassosi nei polmoni spostano ossigeno e anidride carbonica attraverso le membrane in base alle loro pressioni parziali.
• Immersioni. L'azoto si scioglie nei tessuti alle alte pressioni della profondità e va rilasciato gradualmente in risalita per evitare la malattia da decompressione.

Limiti della legge

La legge di Henry è una legge limite che funziona al meglio per gas poco solubili a basse pressioni parziali. Perde accuratezza quando il gas è molto solubile, quando la pressione parziale è alta o quando il gas reagisce con il solvente invece di limitarsi a sciogliersi. L'anidride carbonica, per esempio, reagisce in parte con l'acqua formando acido carbonico, così la sua solubilità apparente è un po' maggiore della semplice dissoluzione fisica descritta dalla legge. Poiché $k_H$ varia fortemente con la temperatura, una costante misurata a una temperatura non va usata a un'altra senza correzione.