파르데스: 라울의 법칙과 헨리의 법칙

라울의 법칙과 헨리의 법칙은 이상하게 계속 들어도 까먹곤 했다. 둘 다 실험적으로 발견된 법칙인데 인터넷을 뒤져보면 헨리의 법칙이 라울의 법칙의 일부라는 말도 있고 그 반대라는 이야기도 있다. 일단은 언제 왜 쓰는지부터 알아야 하지 않겠는가?

라울의 법칙 - 이상용액시, 용액의 증기압은 용매의 몰분율에 비례(소금물)
헨리의 법칙 - 온도가 일정하면, 기체의 용해도는 기체의 압력에 비례(사이다)

둘의 경우는 분명 다르다.

1. 환경
원래 라울의 법칙은 비휘발성 용질(소금)을 다룰 때 해당한다.
반면 헨리의 법칙은 휘발성 or Gas(이산화탄소) 용질에 적용되며, 그중에서도 HCl처럼 해리되지 않고 낮은 압력인 경우에 해당된다.

2. 관심
라울의 법칙 : [ P(용액) = x(용매) X P(용매) ]
용매의 증기압에 관심이 있는데, 사실상 용질이 비휘발성이라 큰 의미가 없기 때문이다.
헨리의 법칙 : [ P(용액) = x(용질) X Kн ]
용질의 용해도에 관심이 있는데, 용질이 압도적으로 휘발성 또는 Gas기 때문에
사실상 용질의 증기압이라 봐도 무방하다.
결론적으로는 둘 다 다른 경우긴 하지만, 헨리의 법칙을 라울의 법칙의 특수 케이스로 보는 것이 이해하기 쉬울 듯 하다. 왜냐면 라울의 법칙은 좀 더 일반화해서도 쓰기 때문이다.

우리가 대부분 다루는 상황은 최소 두 개 이상의 휘발성 물질이 섞여있는 형태이다. 이처럼 여러 물질이 섞여 있는(binary) 경우라면 라울의 법칙을 달튼의 법칙(분압)과 결합해야 한다. 그렇게 나온 것이 바로 아래 식과 그 그래프이다.

$p=p_{{{\rm {A}}}}^{{\star }}x_{{{\rm {A}}}}+p_{{{\rm {B}}}}^{{\star }}x_{{{\rm {B}}}}.$