Raoult's Law What It Consists in, Positive and Negative Deviations



de De wet van Raoult Deze door de Franse chemicus François-Marie Raoult voorgesteld in 1887, en dient om het gedrag van de dampdruk van een oplossing van twee (gewoonlijk ideale) onmengbare stoffen leggen volgens de partiële dampdruk van elke component die in deze.

Er zijn chemiewetten die worden gebruikt om het gedrag van stoffen in verschillende omstandigheden te beschrijven en de verschijnselen waarin ze zijn betrokken te verklaren, met behulp van wetenschappelijk bewezen wiskundige modellen. De wet van Raoult is er een van.

Via een toelichting op basis van de interacties tussen de moleculen van het gas (of vloeistof) om het gedrag van de dampdrukken voorspellen deze wet gebruikt om niet-ideaal of werkelijke oplossingen studeren wanneer noodzakelijk geachte coëfficiënten van het model te corrigeren wiskundig en pas het aan niet-ideale omstandigheden.

index

  • 1 Waar bestaat het uit??
  • 2 Positieve en negatieve afwijkingen
    • 2.1 Positieve afwijkingen
    • 2.2 Negatieve afwijkingen
  • 3 voorbeelden
    • 3.1 Basismix
    • 3.2 Binair mengsel met niet-vluchtige opgeloste stof
  • 4 Referenties

Waar bestaat het uit??

de wet van Raoult is gebaseerd op de veronderstelling dat de oplossingen die betrokken zijn gedragen ideaal: dit is omdat deze wet is gebaseerd op het idee dat de intermoleculaire krachten tussen verschillende moleculen zijn dezelfde als die tussen soortgelijke moleculen (die het is niet zo succesvol in de realiteit).

Hoe dichter een oplossing is voor idealiteit, hoe meer kans het heeft om te voldoen aan de kenmerken die door deze wet worden voorgesteld..

Deze wet relateert de dampspanning van een oplossing met een niet-vluchtige opgeloste stof, waarbij staat dat deze gelijk is aan de dampspanning van die zuivere opgeloste stof bij die temperatuur, vermenigvuldigd met de molaire fractie daarvan. Dit wordt op de volgende manier uitgedrukt in wiskundige termen voor een enkele component:

Pik = Pºik . Xik

In deze uitdrukking staat Pik is gelijk aan de partiële dampspanning van component i in het gasmengsel, Pºik is de dampspanning van de zuivere component i en Xik is de molfractie van component i in het mengsel.

Op dezelfde manier, als je verschillende componenten in een oplossing hebt en ze een evenwichtstoestand hebben bereikt, kun je de totale dampspanning van de oplossing berekenen door de wet van Raoult te combineren met die van Dalton:

P = PºEenXEen + PºBXB + PºCXc...

Ook in die oplossingen waar slechts één opgeloste stof en het oplosmiddel aanwezig zijn, kan de wet worden geformuleerd zoals hieronder getoond:

PEen = (1-XB) x PºEen

Positieve en negatieve afwijkingen

De oplossingen die met deze wet kunnen worden bestudeerd, zouden zich normaal gesproken optimaal moeten gedragen, omdat de interacties tussen hun moleculen klein zijn en zonder uitzondering dezelfde eigenschappen kunnen aannemen in de oplossing..

Ideale oplossingen zijn in werkelijkheid echter vrijwel onbestaande, dus twee coëfficiënten moeten worden opgenomen in de berekeningen die intermoleculaire interacties vertegenwoordigen. Dit zijn de fugaciteitscoëfficiënt en de activiteitscoëfficiënt.

In deze zin worden de afwijkingen ten opzichte van de wet van Raoult als positief of negatief gedefinieerd, afhankelijk van de op dat moment verkregen resultaten..

Positieve afwijkingen

Positieve afwijkingen ten opzichte van de wet van Raoult treden op als de dampdruk van de oplossing groter is dan wat werd berekend met de wet van Raoult.

Dit gebeurt wanneer de cohesiekrachten tussen vergelijkbare moleculen groter zijn dan dezelfde krachten tussen verschillende moleculen. In dit geval verdampen beide componenten gemakkelijker.

Deze afwijking wordt in de dampdrukcurve gezien als een maximumpunt in een bepaalde samenstelling, waarbij een positieve azeotroop wordt gevormd.

De azeotroop is een vloeibaar mengsel van twee of meer chemische verbindingen dat zich gedraagt ​​alsof het wordt gevormd door een enkele component en dat verdampt zonder de samenstelling te veranderen.

Negatieve afwijkingen

Negatieve afwijkingen van de wet van Raoult treden op als de dampspanning van het mengsel lager is dan verwacht na berekening met de wet.

Deze afwijkingen verschijnen wanneer de cohesiekrachten tussen de moleculen van het mengsel groter zijn dan het gemiddelde van de krachten tussen de deeltjes van de vloeistoffen in hun zuivere toestand.

Dit type afwijking genereert een retentie van elke component in zijn vloeibare toestand door aantrekkende krachten groter dan die van de substantie in zuivere toestand, zodat de partiële dampdruk van het systeem wordt verminderd.

De negatieve azeotropen in de dampdrukcurves vertegenwoordigen een minimumpunt en vertonen een affiniteit tussen de twee of meer componenten die bij het mengsel zijn betrokken.

Voorbeelden

De wet van Raoult wordt vaak gebruikt om de druk van een oplossing te berekenen op basis van zijn intermoleculaire krachten, waarbij de berekende waarden worden vergeleken met reële waarden om te concluderen of er een afwijking is en of dit positief of negatief moet zijn. Hieronder staan ​​twee voorbeelden van gebruik van de wet van Raoult:

Basismengsel

Het volgende mengsel, bestaande uit propaan en butaan, vertegenwoordigt een benadering van de dampspanning, en we kunnen aannemen dat beide componenten in gelijke verhoudingen zijn (50-50) bij een temperatuur van 40 ° C:

Xpropaan = 0,5

Pºpropaan = 1352,1 kPa

Xbutaan = 0,5

Pºbutaan = 377.6 kPa

Het wordt berekend met de wet van Raoult:

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

dus:

Pmengsel = 864,8 kPa

Binair mengsel met niet-vluchtige opgeloste stof

Soms gebeurt het dat de opgeloste stof van het mengsel niet-vluchtig is, dus de wet wordt gebruikt om het gedrag van de dampspanning te begrijpen.

Gegeven een mengsel van water en suiker in hoeveelheden van respectievelijk 95% en 5%, en onder normale temperatuuromstandigheden:

Xwater = 0.95

Pºwater = 2,34 kPa

Xsuiker = 0,05

Pºsuiker = 0 kPa

Het wordt berekend met de wet van Raoult:

Pmengsel = (0.95 x 2.34 kPa) + (0.05 x 0 kPa)

dus:

Pmengsel = 2,22 kPa

Er is duidelijk een depressie van waterdampdruk door effecten van intermoleculaire krachten.

referenties

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Raoult's Law Definition. Opgehaald van thoughtco.com
  2. ChemGuide. (N.D.). Wet van Raoult en niet-vluchtige opgeloste stoffen. Opgehaald van chemguide.co.uk
  3. LibreTexts. (N.D.). De wet van Raoult en ideale mengsels van vloeistoffen. Opgehaald in chem.libretexts.org
  4. Neutrium. (N.D.). De wet van Raoult. Opgehaald van neutrium.net
  5. Wikipedia. (N.D.). De wet van Raoult. Opgehaald van en.wikipedia.org