Loi de Henry

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La Loi de Henry, formulée en 1803 par William Henry, énonce :

A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide.

La concentration maximale d'un gaz en solution, en équilibre avec une atmosphère contenant ce gaz, est proportionnelle à la pression partielle de ce gaz en ce point.

C’est-à-dire que si l'on est par exemple en un point où la pression est le double de la pression atmosphérique (c'est le cas dans l'eau à 10,3 m de profondeur), chaque gaz de l'air pourra se dissoudre 2 fois mieux qu'en surface. Ceci explique le problème des plongeurs : en profondeur, l'azote de l'air (que le plongeur stocke puisque les cellules ne consomment que l'oxygène) a tendance à se dissoudre dans le sang du plongeur. Si celui-ci remonte trop vite, l'azote dissous va avoir tendance à se dilater rapidement dans l'organisme, ce qui peut créer des bulles dans les vaisseaux sanguins et une mort par embolie gazeuse.

Cette loi établie une relation entre la pression partielle $p i$ d'un corps pur gazeux et sa fraction molaire $x_{i}^L$ dans un solvant :

$p_{i} = x_{i}^L . K_{i}$

Cette loi mesure la solubilité d'un gaz dans un solvant liquide avec lequel ce gaz est en contact.

$K i$ est une constante de la loi de Henry spécifique du gaz donné, aussi appelée $H$ :

$C s = p . H$

où $C s$ représente la concentration maximale (dite « à saturation »),
$p$ la pression partielle du gaz dans l'atmosphère, et
$H$ la « constante de Henry » qui dépend de la nature du gaz, de la température, et du liquide.

A titre d'exemples :

pour l'eau de mer, $H$ est 20% inférieur à sa valeur pour l'eau douce, en raison de la compétition entre gaz dissous et sels dissous
à pression atmosphérique normale, dans l'eau douce pour l'oxygène $C s$ = 10 mg/L à 12 °C, et 14 mg/L à 0°C.

Ne doit pas être confondu avec Loi de Raoult.

La loi de Raoult établit un lien entre la pression partielle d'un corps pur gazeux en équilibre avec une solution qui contient également ce corps pur à l'état liquide dans une proportion importante. Dans la loi de Raoult, il n'y a pas de solvant à proprement parler : les deux corps purs du mélange sont dans des proportions de même ordre de grandeur.