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亨利定律與汽水

Posted in: Chemknowledge 化學知識- 三月 05, 2011 No Comments

汽水是生活中非常常見的飲料。每當打開瓶蓋時冒出的泡泡總是給人一種清涼的感覺。

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Strawberry_soda.jpg

但在如此生活化的飲料之中,也包含著相當趣味的化學原理:

http://zh.wikipedia.org/wiki/File:William_Henry.jpg

威廉。亨利。亨利定律的發現者。

亨利定律為氣體的公式之一,是由威廉·亨利所發現的定律。這個式子説明了,在常溫下且密閉的容器中,溶於某溶劑的某氣體之體積莫耳濃度,會正好與此溶液達成平衡的氣體分壓成正比。

其公式為 P=KC,其中P為氣體壓力,C為濃度,K則為特定常數的定值。而這個定律是由英國的科學家威廉。亨利所發現的。

威廉·亨利(William Henry,1775年12月2日-1836年9月2日),英國化學家。

1774年12月12日,威廉·亨利出生在英國曼徹斯特,父親湯瑪士·亨利(1734~1816)是一位化學的藥劑師和作家。曼徹斯特是英國很早就有名的紡織業中心。十三世紀起,因為曼徹斯特紡織業的發展,所以引起曼徹斯特化學的發達。

威廉·亨利1795年進入愛丁堡大學。一年之後。到父親的醫務工作室擔任助手。1805年他又回到愛丁堡大學繼續學業。1807年完成醫學博士學位。當時的研究課題關於尿酸。後來,他主要是個泌尿科醫生。同時發表了不少關於泌尿疾病的論文。可是,他一直沒有放棄化學方面的實驗工作。

1804年,亨利曾經說過:「每一種氣體對於另一種氣體來說,等於是一種真空。」他的這句話當時曾經引起一些科學家的反對。道爾頓用實驗證明了亨利的意見是正確的;同時也由此為道爾頓的分壓定律,建立了可靠的基礎。他在1805年進行了大量的研究工作,主要是關於氣體烷烴的混合物的分析,他這方面的研究工作,幫助了道爾頓原子說的迅速推廣。

從1809年起,亨利利用他的分析技術,證明氨裡面並不含有氧,這就推翻了當時大衛(H. Davy)的錯誤見解,認為氨裏含有氧元素。1824年亨利利用了他的實驗技術,證明了給呂薩克定律的正確性;同時他又用實驗證明了氮有好幾種氧化物。從1824年亨利發表最後一篇論文以後,因為身體日漸衰弱,他不能再從事化學研究了。威廉。亨利於1836年9月2日離開人世,終年62歲。

而汽水是亨利定律的應用中最為著名的產物了:

從前,碳酸水由一家德國賽爾脫茲的天然汽泡礦泉水公司生產,他們將水放入瓶中,然後加入碳酸氫鈉製成。根據蘇打俱樂部出產的碳酸水瓶上標示之製成分量,也是用小量的食鹽、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨、硫酸鉀或磷酸鹽製成,這些添加劑使得碳酸水略帶鹹味。

英國化學家約瑟夫·普利斯特里為發現碳酸水製作方法的第一人。他在利茲的一間啤酒廠中,將一碗水放啤酒桶之上的一個地方。之後,二氧化碳和兩種氣體便溶入發酵啤酒桶上的水。當時,人們多是用二氧化碳和氮來滅。約瑟夫·普利斯特里意想不到,水加入了氣體之後更有宜人的口感,於是他為朋友提供碳酸水作一種刷新的飲料。1772年,約瑟夫·普利斯特里出版了一本書,《水和氣之結合》,描述把硫酸滴在白堊上,會釋放二氧化碳,並且鼓勵人們用盛滿水的碗收集氣體。

1771年瑞典化學家盧本·貝格曼獨立發明一種與約瑟夫·普利斯特里發現碳酸水製作方法相似的製造過程。但不太成功,他設法再生產自然地冒泡的泉水,當時認為冒泡的泉水對健康有益。

現在,碳酸水都是由被加壓的二氧化碳通過水做成。加壓之壓力比標準大氣壓力更強,使其增加溶解度,令更多二氧化碳溶入。當瓶蓋打開,壓力被釋放,氣體形成汽泡出來,如此形成獨特泡沫

以身為一名科學家而言,他的壽命似乎不能說是特別的長,62年的壽命以歲月的長度來看並不是出名的高壽。但由於亨利定律的應用,使得今日的我們得以享用冰涼的汽水,似乎也是威廉。亨利當初所始料未及的。

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