La legge di Henry descrive il comportamento di un soluto molto diluito:
P_i è la pressione parziale del soluto nella fase gas, x_i la sua frazione molare nella soluzione e k_{H,i} la costante di Henry. La legge esprime una proporzionalità limite: a concentrazioni molto basse, aumentare la pressione parziale aumenta proporzionalmente la quantità disciolta, oppure aumentare la frazione molare richiede una pressione parziale proporzionalmente maggiore.
A differenza della legge di Raoult, la costante non è la tensione di vapore del componente puro. La legge di Raoult descrive il solvente o un componente vicino al comportamento di liquido puro; la legge di Henry descrive invece un soluto molto diluito, per il quale l’ambiente molecolare circostante è dominato dal solvente.
Esistono diverse convenzioni equivalenti ma numericamente diverse. Si può scrivere, per esempio:
oppure:
dove c_i è la concentrazione disciolta. Nella prima forma una costante più grande indica maggiore solubilità; nella seconda una costante più grande indica minore solubilità a parità di concentrazione. Prima di usare dati tabulati bisogna quindi controllare definizione, unità, temperatura e base di concentrazione.
La legge è usata per solubilità di gas nei liquidi, assorbimento, stripping, processi ambientali, trattamento acque, fermentazioni, bioreattori e scambi gas-liquido. Il suo campo naturale è il limite x_i\to 0: a concentrazioni più alte compaiono non idealità, interazioni specifiche, reazioni chimiche o associazioni molecolari.
La temperatura è decisiva. Per molti gas in acqua, aumentando la temperatura la solubilità diminuisce: un liquido caldo trattiene meno gas disciolto. Questo effetto è importante in degasaggio, ossigenazione, acque naturali e processi industriali.
Un errore comune è applicare la legge di Henry a specie che reagiscono con il solvente senza considerare l’equilibrio chimico. L’anidride carbonica in acqua, ad esempio, non è solo gas fisicamente disciolto: partecipa a equilibri acido-base che modificano la concentrazione totale delle specie carbonatiche.
Vedi anche: Legge di Raoult, Tensione di vapore, Attività chimica, Equilibrio chimico.