헨리 법칙 기체 용해도 계산기

물에 녹는 기체의 양이 그 기체의 분압에 비례한다는 법칙입니다. C = k·P로 쓰며, k는 기체와 온도에 따라 정해지는 헨리 상수입니다. 전체 압력이 아니라 그 기체만의 분압이라는 점이 중요합니다.

분압이 수천 배 떨어지기 때문입니다. 병 안의 CO₂ 분압은 2~3bar인데 대기 중 CO₂ 분압은 0.0004bar뿐입니다. 헨리 법칙에 따라 녹아 있을 수 있는 양이 그만큼 줄어들어, 남는 CO₂가 기포가 되어 빠져나옵니다.

깊이 들어갈수록 질소 분압이 올라 혈액과 조직에 질소가 많이 녹기 때문입니다. 수심 10m마다 1기압씩 늘어 30m에서는 수면의 약 네 배가 녹습니다. 천천히 올라오면 폐로 빠져나가지만 빨리 올라오면 몸 안에서 기포가 되어 관절과 혈관을 막습니다. 탄산음료 뚜껑을 여는 것과 같은 일입니다.

덜 녹습니다. 소금이나 설탕 같은 고체와 정반대입니다. 헨리 상수가 k(T) = k° · exp[A(1/T − 1/298.15)] 로 변하는데 A가 양수라 온도가 오르면 줄어듭니다. 여름에 물고기가 죽는 것도, 미지근한 콜라가 김빠지는 것도 이 때문입니다.

공기 중 산소의 부피비 20.946%에 (대기압 − 수증기압)을 곱한 것이 산소 분압이고, 거기에 헨리 상수를 곱하면 됩니다. 1기압에서 0℃ 약 14.6mg/L, 20℃ 약 9.1mg/L, 25℃ 약 8.3mg/L가 나옵니다. 물과 맞닿은 공기는 수증기로 포화되므로 수증기압을 빼야 표와 맞습니다.

NIST Chemistry WebBook의 헨리 법칙 자료(Rolf Sander 편찬)에서 받아 문헌값들의 중앙값을 썼습니다. 실험 조건과 방법에 따라 값이 갈리므로 하나를 고르는 대신 중앙값을 쓰고 범위를 함께 보였습니다.