- No kā tas sastāv?
- Pozitīvas un negatīvas novirzes
- Pozitīvas novirzes
- Negatīvas novirzes
- Piemēri
- Pamatmaisījums
- Binārs maisījums ar nepastāvīgu izšķīdušo vielu
- Atsauces
Raoult ierosināja franču ķīmiķis François-Marie Raoult 1887.gadā, un kalpo, lai izskaidrotu uzvedību tvaika spiediena šķīduma divām (parasti ideāli) nesajaucamu vielu saskaņā ar daļēju tvaika spiedienu katras sastāvdaļas klāt šajā.
Pastāv ķīmijas likumi, kas tiek izmantoti, lai aprakstītu vielu izturēšanos dažādos apstākļos un izskaidrotu parādības, kurās tās ir iesaistītas, izmantojot zinātniski pierādītus matemātiskos modeļus. Raoult likums ir viens no šiem.
Fransuā-Marija Raula
Izmantojot skaidrojumu, kas balstīts uz gāzu (vai šķidrumu) molekulu mijiedarbību, lai prognozētu tvaika spiediena uzvedību, šo likumu izmanto, lai pētītu neideālos vai reālos risinājumus, ar nosacījumu, ka tiek ņemti vērā modeļa labošanai nepieciešamie koeficienti. matemātiski un pielāgot to apstākļiem, kas nav ideāli.
No kā tas sastāv?
Raoult likuma pamatā ir pieņēmums, ka iesaistītie risinājumi uzvedas ideālā veidā: tas notiek tāpēc, ka šis likums ir balstīts uz ideju, ka starpmolekulārie spēki starp dažādām molekulām ir vienādi ar tiem, kas pastāv starp līdzīgām molekulām (kas nav tik precīzi īstenībā).
Faktiski, jo tuvāk risinājums tuvojas ideālitātei, jo vairāk būs iespējas ievērot šā likuma piedāvātās īpašības.
Šis likums sasaista šķīduma tvaika spiedienu ar nepastāvīgu izšķīdušo vielu, norādot, ka tas būs vienāds ar tīrā šķīdinātāja tvaika spiedienu šajā temperatūrā, kas reizināts ar tā mola daļu. Tas tiek izteikts matemātiski attiecībā uz vienu sastāvdaļu šādi:
P i = Pº i . X i
Šajā izteiksmē P i ir vienāds ar i komponenta daļēju tvaika spiedienu gāzes maisījumā, Pº i ir tīra i komponenta tvaika spiediens, un X i ir i komponenta molu frakcija maisījumā.
Tādā pašā veidā, ja šķīdumā ir vairāki komponenti un tie ir sasnieguši līdzsvara stāvokli, kopējo šķīduma tvaika spiedienu var aprēķināt, apvienojot Raoult likumu ar Dalton:
P = P º A X A + P º B X B + P º C X c …
Tāpat arī tajos šķīdumos, kur ir tikai viens šķīdinātājs un šķīdinātājs, likumu var formulēt šādi:
P A = (1-X B ) x Pº A
Pozitīvas un negatīvas novirzes
Risinājumiem, kurus var izpētīt, ievērojot šo likumu, parasti vajadzētu izturēties ideālā veidā, jo to molekulu mijiedarbība ir maza un ļauj bez izņēmuma pieņemt vienādas īpašības visā šķīdumā.
Tomēr ideālu risinājumu patiesībā praktiski nav, tāpēc aprēķinos, kas attēlo starpmolekulāro mijiedarbību, jāiekļauj divi koeficienti. Tie ir fugacity koeficients un aktivitātes koeficients.
Šajā nozīmē novirzes attiecībā uz Raoula likumu tiek definētas kā pozitīvas vai negatīvas atkarībā no attiecīgajā laikā iegūtajiem rezultātiem.
Pozitīvas novirzes
Pozitīvas novirzes attiecībā uz Raoult likumu rodas, ja šķīduma tvaika spiediens ir lielāks nekā tas, kas aprēķināts saskaņā ar Raoult likumu.
Tas notiek, ja kohēzijas spēki starp līdzīgām molekulām ir lielāki par vienādiem spēkiem starp dažādām molekulām. Šajā gadījumā abi komponenti vieglāk iztvaiko.
Šo novirzi tvaika spiediena līknē uzskata par maksimālo punktu noteiktā kompozīcijā, veidojot pozitīvu azeotropu.
Azeotrops ir šķidrs divu vai vairāku ķīmisku savienojumu maisījums, kas izturas tā, it kā būtu veidots no viena komponenta, un iztvaiko, nemainot tā sastāvu.
Negatīvas novirzes
Negatīvas novirzes attiecībā uz Raoult likumu rodas, ja maisījuma tvaika spiediens ir zemāks, nekā gaidīts pēc aprēķiniem ar likumu.
Šīs novirzes parādās, ja kohēzijas spēki starp maisījuma molekulām ir lielāki par vidējiem spēkiem starp šķidrumu daļiņām tīrā stāvoklī.
Šāda veida novirzes rada katra komponenta aizturi šķidrā stāvoklī ar pievilcīgiem spēkiem, kas ir lielāki nekā vielas tīrā stāvoklī, tāpēc sistēmā samazinās tvaiku daļējais spiediens.
Negatīvie azeotropi tvaika spiediena līknēs norāda minimālo punktu un parāda afinitāti starp diviem vai vairākiem maisījumā iesaistītajiem komponentiem.
Piemēri
Raoult likumu parasti izmanto, lai aprēķinātu šķīduma spiedienu, pamatojoties uz tā starpmolekulārajiem spēkiem, salīdzinot aprēķinātās vērtības ar reālajām vērtībām, lai secinātu, vai ir kādas novirzes un vai tai vajadzētu būt pozitīvai vai negatīvai. Zemāk ir divi Raoult likuma lietošanas piemēri:
Pamatmaisījums
Nākamais maisījums, kas sastāv no propāna un butāna, atspoguļo tvaika spiediena tuvinājumu, un mēs varam pieņemt, ka abi komponenti tajā ir vienādās proporcijās (50-50) 40 ° C temperatūrā:
X propāns = 0,5
Pº propāns = 1352,1 kPa
X butāns = 0,5
Pº butāns = 377,6 kPa
Tas tiek aprēķināts pēc Raoult likuma:
P maisījums = (0,5 x 377,6 kPa) + (0,5 x 1352,1 kPa)
Tātad:
P maisījums = 864,8 kPa
Binārs maisījums ar nepastāvīgu izšķīdušo vielu
Dažreiz gadās, ka izšķīdinātā viela maisījumā ir nepastāvīga, tāpēc, lai saprastu tvaika spiediena izturēšanos, tiek izmantots likums.
Ūdens un cukura maisījums normālos temperatūras apstākļos attiecīgi 95% un 5% proporcijās:
X ūdens = 0,95
Pº ūdens = 2,34 kPa
X cukurs = 0,05
Pº cukurs = 0 kPa
Tas tiek aprēķināts pēc Raoult likuma:
P maisījums = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)
Tātad:
P maisījums = 2,22 kPa
Acīmredzami ir noticis ūdens tvaika spiediena pazemināšanās starpmolekulāro spēku ietekmes dēļ.
Atsauces
- Anne Marie Helmenstine, P. (otrā). Raoult likuma definīcija. Izgūts no domaco.com
- ChemGuide. (sf). Raoult likums un nepastāvīgi risinājumi. Izgūts no chemguide.co.uk
- LibreTexts. (sf). Raoult likums un ideālie šķidrumu maisījumi. Saturs iegūts no chem.libretexts.org
- Neitrijs. (sf). Raoult likums. Izgūts no neitrija.net
- Wikipedia. (sf). Raoult likums. Saturs iegūts no en.wikipedia.org