Raoults lov, hvad den består af, positive og negative afvigelser

den Raoults lov blev foreslået af den franske kemiker François-Marie Raoult i 1887 og tjener til at forklare opførsel af damptrykket af en opløsning af to blandbare stoffer (typisk ideel) afhængigt af det partielle damptryk af hver bestanddel, der er til stede i denne.

Der er love om kemi, der bruges til at beskrive stoffers adfærd under forskellige forhold og forklare de fænomener, hvori de er involveret, ved hjælp af videnskabeligt beviste matematiske modeller. Raoults lov er en af ​​disse.

Ved anvendelse af en forklaring baseret på samspillet mellem gasmolekylerne (eller væskerne) for at forudsige damptrykernes adfærd anvendes denne lov til at studere ikke-ideelle eller virkelige løsninger, forudsat at de nødvendige koefficienter anses for at korrigere modellen matematiske og justere det til ikke-ideelle forhold.

indeks

• 1 Hvad består den af??
• 2 Positive og negative afvigelser
  • 2.1 Positive afvigelser
  • 2.2 Negative afvigelser
• 3 eksempler
  • 3.1 Grundlæggende blanding
  • 3.2 Binær blanding med ikke-flygtigt opløst stof
• 4 referencer

Hvad består det af??

Raoults lov er baseret på antagelsen om, at de involverede løsninger opfører sig på en ideel måde: Dette sker fordi denne lov er baseret på ideen om, at de intermolekylære kræfter mellem forskellige molekyler er de samme som dem mellem tilsvarende molekyler (hvilket det er ikke så vellykket i virkeligheden).

Faktisk er jo tættere en løsning er på idealitet, jo flere muligheder skal den overholde de karakteristika, der foreslås i denne lov..

Denne lov vedrører damptrykket af en opløsning med et ikke-flygtigt opløst stof, idet det angives, at det vil svare til damptrykket af det rene opløste stof ved denne temperatur multipliceret med den molære fraktion deraf. Dette udtrykkes i matematiske termer for en enkelt komponent på følgende måde:

P_jeg = Pº_jeg . X_jeg

I dette udtryk P_jeg er lig med partialdamptrykket af komponent i i gasblandingen, Pº_jeg er damptrykket af den rene komponent i, og X_jeg er molfraktionen af ​​komponent i i blandingen.

På samme måde, når du har flere komponenter i en løsning, og de har nået en ligevægtstilstand, kan du beregne opløsningens samlede damptryk ved at kombinere Raoults lov med Daltons:

P = Pº_EnX_En + Pº_BX_B + Pº_CX_c...

Også i de opløsninger, hvor kun ét opløst stof og opløsningsmidlet er til stede, kan loven formuleres som vist nedenfor:

P_En = (1-X_B) x P º_En

Positive og negative afvigelser

De løsninger, der kan studeres med denne lov, skal normalt opføre sig ideelt, da interaktionerne mellem deres molekyler er små og tillader, at de samme egenskaber antages i hele løsningen uden undtagelse..

Imidlertid er ideelle løsninger næsten ikke eksisterende i virkeligheden, så to koefficienter skal indarbejdes i de beregninger, der repræsenterer intermolekylære interaktioner. Dette er fugacity koefficienten og aktiviteten koefficienten.

I denne forstand defineres afvigelserne i forhold til Raoults lov som positiv eller negativ, afhængigt af de opnåede resultater på det tidspunkt.

Positive afvigelser

Positive afvigelser i forhold til Raoults lov forekommer, når opløsningens damptryk er større end det, der blev beregnet med Raoults lov.

Dette sker, når sammenhængskræfterne mellem lignende molekyler er større end de samme kræfter mellem forskellige molekyler. I dette tilfælde fordamper begge komponenter lettere.

Denne afvigelse ses i damptrykskurven som et maksimumpunkt i en bestemt sammensætning, der danner en positiv azeotrop.

Azeotropen er en flydende blanding af to eller flere kemiske forbindelser, der opfører sig som om den blev dannet af en enkelt komponent, og som fordamper uden at ændre sammensætning.

Negative afvigelser

Negative afvigelser fra Raoults lov forekommer, når blandingenes damptryk er lavere end forventet efter beregning med loven.

Disse afvigelser forekommer, når sammenhængskræfterne mellem blandingenes molekyler er større end gennemsnittet af kræfter mellem partiklerne af væskerne i deres rene tilstand.

Denne type afvigelse genererer en tilbageholdelse af hver komponent i dets flydende tilstand ved attraktive kræfter, der er større end stoffets indhold i ren tilstand, således at systemets partielle damptryk reduceres.

De negative azeotrober i damptrykskurverne repræsenterer et minimumspunkt og demonstrerer en affinitet mellem de to eller flere komponenter involveret i blandingen.

eksempler

Raoults lov er almindeligt anvendt til at beregne trykket af en løsning baseret på dets intermolekylære kræfter, idet de beregnede værdier sammenlignes med reelle værdier for at konkludere, om der er en afvigelse, og hvis dette skal være positivt eller negativt. Nedenfor er to eksempler på anvendelser af Raoults lov:

Grundlæggende blanding

Den følgende blanding, der består af propan og butan, repræsenterer en tilnærmelse af damptrykket, og vi kan antage, at begge komponenter er i lige store mængder indenfor den (50-50) ved en temperatur på 40 ° C:

X_propan = 0,5

Pº_propan = 1352,1 kPa

X_butan = 0,5

Pº_butan = 377,6 kPa

Det beregnes med Raoults lov:

P_blanding = (0,5 x 377,6 kPa) + (0,5 x 1352,1 kPa)

Altså:

P_blanding = 864,8 kPa

Binær blanding med ikke-flygtigt opløst stof

Nogle gange sker det, at opløsningen af ​​blandingen er ikke-flygtig, så loven er vant til at forstå damptrykets adfærd.

Givet en blanding af vand og sukker i proportioner på henholdsvis 95% og 5% og under normale temperaturforhold:

X_vand = 0,95

Pº_vand = 2,34 kPa

X_sukker = 0,05

Pº_sukker = 0 kPa

Det beregnes med Raoults lov:

P_blanding = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)

Altså:

P_blanding = 2,22 kPa

Der har tydeligvis været en depression af vanddamptrykket på grund af virkninger af intermolekylære kræfter.

referencer

1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Raoults lovdefinition. Hentet fra thoughtco.com
2. ChemGuide. (N.D.). Raoults lov og ikke-flygtige soluter. Hentet fra chemguide.co.uk
3. LibreTexts. (N.D.). Raoults lov og ideelle blandinger af væsker. Hentet fra chem.libretexts.org
4. Neutrium. (N.D.). Raoults lov. Hentet fra neutrium.net
5. Wikipedia. (N.D.). Raoults lov. Hentet fra en.wikipedia.org