Rault -periaate ja kaavalaki, esimerkit, harjoitukset

Se Rauoltin laki Sitä käytetään selittämään liuoksessa olevaa höyrypaineen laskeutumista tai vähentämistä, koska ei -haihduttamattoman liuenneen aineen, kuten suolan tai orgaanisen yhdisteen, liukenemisen vuoksi.

Tätä lakia käytetään myös analysoimaan ja kuvaamaan haihtuvien liuottimien koostumusta kaasufaasissa, joka sijaitsee tilassa liuoksessa, joka esittelee niistä. Laki kantaa hänen nimensä sen luojan François-Marie Rauoltin (1830-1901) kunniaksi.

Raaultin lakikaaviot. Rivi 1 edustaa ihanteellista käyttäytymistä, kun taas punainen ja sininen vastaavat vastaavasti positiivisia ja negatiivisia poikkeamia. Lähde: Joanna Kośmider / Public Domain

Rauoltin lakia sovelletaan ihanteellisiin liuoksiin, jotka vastaavat joitain ominaisuuksia, mukaan lukien seuraavat: Molekyylien väliset voimat yhtä suuret molekyylien (koheesiovoimat) välillä on oltava yhtä suuri kuin molekyylien väliset voimat eri tai erilaisten molekyylien välillä (liimat) (liimat)).

Monet ratkaisut eivät ole ihanteellisia, mikä selittää Rauoltin lain poikkeamat, joita havaitaan joissain haihtuvien liuottimien seoksissa. Esimerkiksi kloroform -seos (CH₃Cl) ja asetoni (valitse₃Kokki₃), on negatiivinen poikkeama Raoulin laista.

François-Marie RAAULT

Kaasufaasin höyrynpaine tällaisissa tapauksissa on pienempi kuin lailla ennustettu, selitettävä muodostumalla vety sillat seoksen komponenttien välillä.

[TOC]

Periaate ja kaava

Rauoltin laki osoittaa, että kaasuseoksen haihtuva komponentti tai liuotin liuoksen yläpuolella oleva osittainen höyrynpaine liittyy puhtaan haihtuvan komponentin tai liuottimen ja niiden vastaavien molaaristen fraktioiden aiheuttamaan höyrypaineeseen ja niiden vastaaviin molaarisiin fraktioihin, jotka.

Voi palvella sinua: nepelometria

Seuraava yhtälö on yhteenveto yllä:

P_SV = P_SVº · x_SV

Missä p_SV Se on haihtuvan liuottimen osittainen paine sooda -seoksessa, P_SVº puhtaan haihtuvan liuottimen paine ja x_SV Molaarinen fraktio haihtuvan liuottimen liuoksessa.

Haihtuvien liuottimien seos

Jos liuoksessa on kahden haihtuvan liuottimen (a ja b) seos, voit laskea höyrypaineen, jonka ne ovat peräisin kaasufaasista, liuoksen yläpuolella. Tämä on kaasujen A ja B osittaisten paineiden summa:

P_-Lla = X_-Lla  ·  P_-Llaº

P_{B -} = X_{B -} · P_{B -}º

Joten A- ja B -paineiden lisääminen saamme kokonaisen P -paineen:

P = x_-Lla  · P_-Llaº +x_{B -} · P_{B -}º

Missä p on soodaseoksen höyrypaine liuoksen päällä, x_-Lla ja x_{B -} haihtuvien liuottimien A ja B molaariset fraktiot seoksessa ja p_-Llaº ja P_{B -}º Puhtaiden haihtuvien liuottimien a ja b höyrypaineet.

Vähentynyt paine kaasufaasissa johtuen haihduttamattoman liuenneen aineen läsnäolosta

Haihtuva liuottimen osittainen paine kaasufaasissa annetaan lausekkeella:

P = p_-Llaº · x_-Lla

Liuoksen B -aineen läsnä ollessa liuoksessa B: n molaarinen fraktio ilmaistaan ​​seuraavasti:

X_{B -} = 1 -x_-Lla

Sitten, yksinkertaisen matemaattisen hoidon avulla, ilmaisu saavutetaan:

ΔP = P_-Llaº · x_{B -}  (1)

Missä ΔP on liuottimen osittaisen paineen lasku kaasufaasissa.

Matemaattinen ekspressio (1) osoittaa liuottimen höyrypaineen laskun ei -haihduttamattoman B liuenneen aineen läsnäolosta johtuen. Liuotinhöyrynpaineen lasku on selitetty johtuen liuenneen B -molekyylien sijainnista liuoksen pinnalla.

Se voi palvella sinua: Karbonyyliryhmä: Ominaisuudet, ominaisuudet, nimikkeistö, reaktiivisuus

Liuenneen B -molekyylien läsnäolo aiheuttaisi liuottimen A molekyylien pitoisuuden vähentymisen liuoksen pinnalla rajoittaen sen haihtumista; Ja siten selittäen, höyrynpaineen väheneminen kaasufaasissa.

Esimerkit

RAAULT: n laki laskee liuoksen haihtuvan komponentin, kuten etanolin, bentseenin, tolueenin, etaanin, propaanin, jne., avaruudessa liuoksessa.

Sitä voidaan käyttää avaruudessa syntyneen höyrypaineen laskemiseen haihtuvien nesteiden, joko bentseenin ja tolueenin, etaanin ja propaanin, asetonin ja etanolin jne. Seoksen seurauksena, seurauksena.

Lisäksi tällä laki voi määrittää, mikä on höyrynpaineen väheneminen, jos esimerkiksi se liukenee sakkaroosia veteen, olematta haihduttamaton liuenneaine.

Ratkaisut

Harjoitus 1

Laske valmistetun liuoksen höyrypaine liuottamalla 60 g natriumkloridia (NaCl) 400 g vettä (H₂JOMPIKUMPI). Vesihöyryn paine (P_H2Oº) 37 ºC on 47,1 mmHg. Molekyylipaino H₂O = 18 g/mol ja molekyylipainoinen NaCl = 58,5 g/mol.

Laskemme ensin veden ja natriumkloridin moolit niiden molaaristen fraktioiden määrittämiseksi:

H: n moolit₂O = h: n grammat₂O / pm h₂JOMPIKUMPI

= 400 g / (18 g / mol)

= 22,22 moolia

NaCl = g: n moolit NaCl / pm NaCl

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

= 1,03 moolia

NaCl on elektrolyyttinen yhdiste, joka dissosioituu NA: ssa⁺ + Cl^-. Siksi 1,03 moolia NaCl: n dissosioituneita 1,03 moolia NA: ta⁺ ja 1,03 moolia CL: tä^-.

Se voi palvella sinua: Maillard -reaktio

Meillä on ilmaus:

P_v = X_H2O · P_H2Oº

Siksi meiltä puuttuu veden molaarinen osa:

X_H2O = H: n moolit₂O / (H: n moolit₂O +moolit NA: ta⁺   +   Cl: n moolit^--A

= 22,2 moolia / 22,22 moolia +1,03 moolia +1,03 moolia

= 0,896

Ja laskemme p_v-

P_v  = 47,1 mmHg · 0.896

P_v  = 42,20 mmHg

On natriumkloridin läsnäolon vuoksi höyrynpaineen väheneminen:

ΔP_v = 47,1 mmHg - 42,20 mmHg

= 4,9 mmHg

Harjoitus 2

Lämpötilassa -100 ºC etaani (valitse₃CH₃) ja propaani (CHO₃CH₂CH₃) Ne ovat nesteitä. Tässä lämpötilassa puhtaan etaanin höyrynpaine (P_Etanoº) on 394 mmHg, kun taas puhtaan propaanin höyrynpaine (P_propaaniº) on 22 mmHg. Mikä on höyrynpaine liuokseen, joka sisältää molempien yhdisteiden ekvimolaarisia määriä?

Ongelmalähestymistapa osoittaa, että liuos sisältää yhdisteiden ekvimolaarisia määriä. Tämä tarkoittaa, että yhdisteen ja propaaneiden molaarinen fraktio on välttämättä yhtä suuri kuin 0,5.

Ratkaisu tulee jälleen lausekkeella:

P_v  = P_Etano   +   P_propaani

Laskemme sekä etaanin että propaanin osittaiset paineet:

P_Etano = P_Etanoº · x_Etano

= 394 mmHg · 0,5

  = 197 mmHg

P_propaani  = P_propaaniº · x_propaani

= 22 mmHg · 0,5

= 11 mmHg

Ja niin laskemme lopulta p: n_v-

P_v  = P_Etano  +   P_propaani

= 197 mmHg +11 mmHg

= 208 mmHg

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. ed.-A. Cengage -oppiminen
2. Wikipedia. (2020). Raultin laki. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (11. helmikuuta 2020). Raultin lain määritelmä kemiassa. Toipunut: Admingco.com
4. Encyclopædia britannica. (2020). Raultin laki. Toipunut: Britannica.com
5. Clark j., Ly i., & Khan S. (18. toukokuuta 2020). Raultin laki. Kemian librettexts. Palautettu: Chem.Librettexts.org