Zákon o princípe Raault a zákon o vzorci, príklady, cvičenia

Ten Rauoltov zákon Je to ten, ktorý sa používa na vysvetlenie zostupu alebo znižovania tlaku pary, prítomné na roztoku v dôsledku rozpustenia neprchavej rozpustenej látky, ako je soľ alebo organická zlúčenina.

Tento zákon sa tiež používa na analýzu a opis zloženia prchavých rozpúšťadiel v plynnej fáze, ktorá sa nachádza v priestore na roztoku, ktorý predstavuje ich zmes. Zákon nesie jeho meno na počesť svojho Stvoriteľa François-Marie Rauolt (1830-1901).

Raault's Law Diagrams. Riadok 1 predstavuje ideálne správanie, zatiaľ čo červená a modrá zodpovedá pozitívnym a negatívnym odchýlkam. Zdroj: Joanna Kośmider / verejná doména

Rauoltov zákon sa vzťahuje na ideálne riešenia, ktoré sú v súlade s niektorými charakteristikami, vrátane nasledujúcich: intermolekulárne sily medzi rovnakými molekulami (súdržné sily) sa musia rovnať intermolekulárnym silám medzi rôznymi alebo rozdielnymi molekulami (adhezívne sily).

Mnohé z riešení nie sú ideálne, čo vysvetľuje odchýlky Rauoltovho zákona pozorované v niektorých zmesiach prchavých rozpúšťadiel. Napríklad zmes chloroformu (chloroforma (chloroforma (chlór₃Cl) a acetón (vyberte₃Cocha₃) predstavuje negatívnu odchýlku od Raoulovho zákona.

François-Marie Raault

Tlak pary v plynnej fáze v takýchto prípadoch je menší ako predpovedaný zákonom, ktorý je možné vysvetliť tvorbou vodíkových mostov medzi komponentmi zmesi.

[TOC]

Zásada

Rauoltov zákon naznačuje, že čiastočný tlak pary vyvíjaný prchavým zložkou alebo rozpúšťadlom plynovej zmesi nad roztokom je spojený s tlakom pary vyvíjaným čisto prchavým zložkou alebo rozpúšťadlom a ich príslušné molárne frakcie.

Môže vám slúžiť: Nepeometria

Nasledujúca rovnica sumarizuje vyššie uvedené:

P_SV = P_SV° · x_SV

Kde p_SV Je to čiastočný tlak prchavého rozpúšťadla v zmesi sódy, P_SV° tlak čistého prchavého rozpúšťadla a x_SV molárna frakcia v roztoku prchavého rozpúšťadla.

Zmes prchavých rozpúšťadiel

Ak máte v roztoku zmes dvoch prchavých rozpúšťadiel (A a B), môžete vypočítať tlak pary, ktoré pochádzajú z plynovej fázy, nad roztokom. Toto bude súčet čiastočných tlakov vyvíjaných plynmi A a B:

P_Do = X_Do  ·  P_Do°

P_B = X_B · P_B°

Takže pridanie tlakov A a B Získavame celkový tlak P:

P = x_Do  · P_Do° +x_B · P_B°

Kde p je tlak pary sódy zmesi na vrchu roztoku, x_Do a x_B molárne frakcie prchavých rozpúšťadiel A a B v zmesi a P_Do° a P_B° tlaky pary čistých prchavých rozpúšťadiel A a B.

Znížený tlak v plynnej fáze v dôsledku prítomnosti neprchavej rozpustenej látky

Čiastočný tlak prchavého rozpúšťadla v plynnej fáze je daný výrazom:

P = p_Do° · x_Do

V prítomnosti rozpustenej látky B v roztoku je molárna frakcia B vyjadrená nasledovne:

X_B = 1 -x_Do

Potom sa prostredníctvom jednoduchého matematického ošetrenia dosiahne výraz:

Δp = P_Do° · x_B  (1)

Kde AP je zníženie čiastočného tlaku rozpúšťadla v plynnej fáze.

Matematická expresia (1) naznačuje zníženie tlaku pary rozpúšťadla v dôsledku prítomnosti neprchavej rozpustenej látky B. Zníženie tlaku pary rozpúšťadla bolo vysvetlené v dôsledku umiestnenia molekúl rozpustenej B na povrchu roztoku.

Môže vám slúžiť: Carbonyl Group: Charakteristiky, vlastnosti, nomenklatúra, reaktivita

Prítomnosť molekúl rozpustenej B B by spôsobila zníženie koncentrácie molekúl rozpúšťadla na povrchu roztoku, čím by sa jej odparovalo; A tak vysvetľuje zníženie tlaku pary v plynnej fáze.

Príklady

Raaultov zákon slúži na výpočet tlaku pary prchavej zložky roztoku, ako je etanol, benzén, toluén, etán, propán atď., vo vesmíre roztoku.

Môže sa použiť na výpočet tlaku pary generovaného v priestore na roztoku v dôsledku zmesi prchavých tekutín, benzénu a toluénu, etánu a propánu, acetónu a etanolu atď.

S týmto zákonom tiež môžete určiť, aké bude zníženie tlaku pary, ak by napríklad rozpustila sacharózu vo vode, pričom by bola neprchavá rozpustená látka.

Vyriešené cvičenia

Cvičenie 1

Vypočítajte tlak pary pripraveného roztoku rozpustením 60 g chloridu sodného (NaCl) v 400 g vody (H₂Buď). Tlak vodnej pary (P_H2o°) 37 ° C je 47,1 mmHg. Molekulová hmotnosť h₂O = 18 g/mol a molekulová hmotnosť NaCl = 58,5 g/mol.

Najprv vypočítame móly vody a chloridu sodného, ​​aby sme určili ich molárne frakcie:

Móly h₂O = gramy h₂O / pm h₂Ani

= 400 g / (18 g / mol)

= 22,22 mólov

Móly NaCl = g NaCl / PM NaCl

= 60 g / (58,5 g / mol)

= 1,03 mólov

NaCl je elektrolytická zlúčenina, ktorá sa disociuje v NA⁺ + Cl^-. Preto 1,03 mólov NaCl sa disociuje v 1,03 móloch Na⁺ a 1,03 mólov Cl^-.

Môže vám slúžiť: Maillardova reakcia

Máme výraz:

P_vložka = X_H2o · P_H2o°

Preto nám chýba molárna frakcia vody:

X_H2o = Móly h₂O / (móly h₂O +móly NA⁺   +   Móly Cl^-)

= 22,2 mólov / 22,22 mólov +1,03 molov +1,03 molov

= 0,896

A vypočítame P_vložka:

P_vložka  = 47,1 mmHg · 0.896

P_vložka  = 42,20 mmHg

Byť znížením tlaku pary v dôsledku prítomnosti chloridu sodného:

Δp_vložka = 47,1 mmHg - 42,20 mmHg

= 4,9 mmHg

Cvičenie 2

Pri teplote -100 ° C etánu (vyberte si₃Chvály₃) a propán (CHO₃Chvály₂Chvály₃) Sú to tekutiny. Pri tejto teplote tlak pary čistého etánu (P_Etano°) je 394 mmHg, zatiaľ čo tlak pary čistého propánu (P_propán°) je 22 mmHg. Aký bude tlak pary na roztok, ktorý obsahuje rovnomerné množstvá oboch zlúčenín?

Problémový prístup naznačuje, že roztok obsahuje rovnocenné množstvá zlúčenín. To znamená, že molárna frakcia zlúčenín a propánových zlúčenín sa nevyhnutne rovná 0,5.

Riešenie opäť prichádza výrazom:

P_vložka  = P_Etano   +   P_propán

Vypočítame čiastočné tlaky etánu aj propánu:

P_Etano = P_Etano° · x_Etano

= 394 mmHg · 0,5

  = 197 mmHg

P_propán  = P_propán° · x_propán

= 22 mmHg · 0,5

= 11 mmHg

A tak konečne vypočítame P_vložka:

P_vložka  = P_Etano  +   P_propán

= 197 mmHg +11 mmHg

= 208 mmHg

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie.). Učenie sa
2. Wikipedia. (2020). Raultov zákon. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. HelMestine, Anne Marie, PH.D. (11. februára 2020). Raultova definícia zákona v chémii. Zotavené z: Thoughtco.com
4. Encyclopædia Britannica. (2020). Raultov zákon. Získané z: Britannica.com
5. Clark J., Ly ja., & Khan S. (18. mája 2020). Raultov zákon. Chémia librettexts. Získané z: Chem.Librettexts.orgán