Luật của Raoult Những gì nó bao gồm, những sai lệch tích cực và tiêu cực

các Luật của Raoult đã được đề xuất bởi nhà hóa học người Pháp François-Marie Raoult vào năm 1887, và phục vụ để giải thích hành vi của áp suất hơi của dung dịch hai chất có thể trộn được (thường là lý tưởng) tùy thuộc vào áp suất hơi của từng thành phần có trong này.

Có những định luật hóa học được sử dụng để mô tả hành vi của các chất trong các điều kiện khác nhau và giải thích các hiện tượng mà chúng có liên quan, sử dụng các mô hình toán học đã được khoa học chứng minh. Luật của Raoult là một trong những.

Sử dụng một lời giải thích dựa trên sự tương tác giữa các phân tử khí (hoặc chất lỏng) để dự đoán hành vi của áp suất hơi, luật này được sử dụng để nghiên cứu các giải pháp không lý tưởng hoặc thực tế, với điều kiện là các hệ số cần thiết được xem xét để điều chỉnh mô hình toán học và điều chỉnh nó cho các điều kiện không lý tưởng.

Chỉ số

• 1 Nó bao gồm những gì??
• 2 Độ lệch dương và âm
  • 2.1 Độ lệch dương
  • 2.2 Độ lệch âm
• 3 ví dụ
  • 3.1 Hỗn hợp cơ bản
  • 3.2 Hỗn hợp nhị phân với chất tan không bay hơi
• 4 tài liệu tham khảo

Nó bao gồm những gì??

Định luật Raoult dựa trên giả định rằng các giải pháp liên quan hành xử theo cách lý tưởng: điều này xảy ra bởi vì luật này dựa trên ý tưởng rằng các lực liên phân tử giữa các phân tử khác nhau giống như giữa các phân tử tương tự (mà thực tế không thành công lắm).

Trong thực tế, một giải pháp càng gần với lý tưởng, nó sẽ càng có nhiều cơ hội để tuân thủ các đặc điểm được đề xuất bởi luật này..

Định luật này liên quan đến áp suất hơi của dung dịch với chất tan không bay hơi, nói rằng nó sẽ bằng áp suất hơi của chất tan tinh khiết đó ở nhiệt độ đó, nhân với phần mol của chúng. Điều này được thể hiện bằng thuật ngữ toán học cho một thành phần theo cách sau:

P_tôi = Pº_tôi . X_tôi

Trong biểu thức này P_tôi bằng với áp suất hơi riêng phần của thành phần i trong hỗn hợp khí, Pº_tôi là áp suất hơi của thành phần nguyên chất i và X_tôi là phần mol của thành phần i trong hỗn hợp.

Theo cách tương tự, khi bạn có một số thành phần trong một giải pháp và chúng đã đạt đến trạng thái cân bằng, bạn có thể tính tổng áp suất hơi của dung dịch bằng cách kết hợp định luật Raoult với Dalton:

P = Pº_MộtX_Một + Pº_BX_B + Pº_CX_c...

Ngoài ra, trong các giải pháp chỉ có một chất tan và dung môi, định luật có thể được xây dựng như hình dưới đây:

P_Một = (1-X_B) x Pº_Một

Độ lệch dương và âm

Các giải pháp có thể được nghiên cứu theo luật này thường hoạt động lý tưởng, vì các tương tác giữa các phân tử của chúng là nhỏ và cho phép các thuộc tính tương tự được giả định trong suốt giải pháp mà không có ngoại lệ..

Tuy nhiên, các giải pháp lý tưởng hầu như không tồn tại trong thực tế, do đó, hai hệ số phải được kết hợp vào các tính toán đại diện cho các tương tác liên phân tử. Đây là hệ số fugacity và hệ số hoạt động.

Theo nghĩa này, độ lệch đối với luật của Raoult được định nghĩa là dương hoặc âm, tùy thuộc vào kết quả thu được tại thời điểm đó.

Độ lệch dương

Những sai lệch tích cực liên quan đến luật của Raoult xảy ra khi áp suất hơi của dung dịch lớn hơn so với quy định của luật Raoult.

Điều này xảy ra khi lực kết dính giữa các phân tử tương tự lớn hơn lực tương tự giữa các phân tử khác nhau. Trong trường hợp này, cả hai thành phần dễ bay hơi hơn.

Độ lệch này được xem trong đường cong áp suất hơi là một điểm cực đại trong một chế phẩm cụ thể, tạo thành một azeotrope dương.

Azeotrope là một hỗn hợp lỏng của hai hoặc nhiều hợp chất hóa học hoạt động như thể nó được hình thành bởi một thành phần duy nhất và bay hơi mà không thay đổi thành phần.

Độ lệch âm

Độ lệch âm so với định luật Raoult xảy ra khi áp suất hơi của hỗn hợp thấp hơn dự kiến ​​sau khi tính toán với luật.

Những sai lệch này xuất hiện khi lực kết dính giữa các phân tử của hỗn hợp lớn hơn trung bình lực giữa các hạt của chất lỏng ở trạng thái tinh khiết.

Loại sai lệch này tạo ra sự lưu giữ của từng thành phần ở trạng thái lỏng bởi lực hấp dẫn lớn hơn lực của chất ở trạng thái nguyên chất, do đó áp suất hơi của hệ thống giảm.

Các azeotropes âm trong các đường cong áp suất hơi đại diện cho một điểm tối thiểu và chứng minh mối quan hệ giữa hai hoặc nhiều thành phần tham gia vào hỗn hợp.

Ví dụ

Định luật Raoult thường được sử dụng để tính áp lực của một giải pháp dựa trên các lực liên phân tử của nó, so sánh các giá trị được tính toán với các giá trị thực để kết luận nếu có bất kỳ sai lệch nào và nếu điều này là dương hay âm. Dưới đây là hai ví dụ về việc sử dụng luật của Raoult:

Hỗn hợp cơ bản

Hỗn hợp sau, bao gồm propan và butan, đại diện cho xấp xỉ áp suất hơi, và chúng ta có thể giả sử rằng cả hai thành phần có tỷ lệ bằng nhau trong nó (50-50), ở nhiệt độ 40 ° C:

X_propan = 0,5

Pº_propan = 1352,1 kPa

X_butan = 0,5

Pº_butan = 377,6 kPa

Nó được tính theo luật của Raoult:

P_{pha trộn} = (0,5 x 377,6 kPa) + (0,5 x 1352,1 kPa)

Vì vậy:

P_{pha trộn} = 864,8 kPa

Hỗn hợp nhị phân với chất tan không bay hơi

Đôi khi, chất tan của hỗn hợp không bay hơi, do đó định luật được sử dụng để hiểu hành vi của áp suất hơi.

Cho một hỗn hợp nước và đường theo tỷ lệ tương ứng là 95% và 5% và trong điều kiện nhiệt độ bình thường:

X_nước = 0,95

Pº_nước = 2,34 kPa

X_đường = 0,05

Pº_đường = 0 kPa

Nó được tính theo luật của Raoult:

P_{pha trộn} = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)

Vì vậy:

P_{pha trộn} = 2,22 kPa

Rõ ràng đã có sự suy giảm áp suất hơi nước do ảnh hưởng của các lực liên phân tử.

Tài liệu tham khảo

1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Định nghĩa luật của Raoult. Lấy từ thinkco.com
2. Hóa chất hướng dẫn. (s.f.). Luật Raoult và các giải pháp không dễ bay hơi. Lấy từ chemguide.co.uk
3. LibreTexts. (s.f.). Định luật và hỗn hợp chất lỏng lý tưởng của Raoult. Lấy từ chem.libretexts.org
4. Trung tính. (s.f.). Luật của Raoult. Lấy từ neutrium.net
5. Wikipedia. (s.f.). Luật của Raoult. Lấy từ en.wikipedia.org