Raoult'i seadus, mis koosneb positiivsetest ja negatiivsetest kõrvalekalletest



The Raoult'i seadus Prantsuse keemik François-Marie Raoult tegi ettepaneku 1887. aastal ja selle eesmärk on selgitada kahe seguneva aine (tavaliselt ideaal) lahuse aururõhu käitumist sõltuvalt iga selles sisalduva komponendi aururõhust..

Keemiateadusi kasutatakse ainete käitumise kirjeldamiseks erinevates tingimustes ja selgitamaks neid kaasavaid nähtusi, kasutades teaduslikult tõestatud matemaatilisi mudeleid. Raoult'i seadus on üks neist.

Kasutades gaaside (või vedelike) molekulide interaktsioonidel põhinevat selgitust aururõhu käitumise prognoosimiseks, kasutatakse seda seadust mitte-ideaalsete või reaalsete lahenduste uurimiseks, eeldusel, et vajalikke koefitsiente peetakse mudeli parandamiseks matemaatiline ja kohandage seda mitte-ideaalsetesse tingimustesse.

Indeks

  • 1 Mis see koosneb??
  • 2 Positiivsed ja negatiivsed kõrvalekalded
    • 2.1 Positiivsed kõrvalekalded
    • 2.2 Negatiivsed kõrvalekalded
  • 3 Näited
    • 3.1. Põhisegu
    • 3.2 Binaarne segu koos lenduvate lahustitega
  • 4 Viited

Mis see koosneb??

Raoult'i seadus põhineb eeldusel, et kaasatud lahendused käituvad ideaalsel viisil: see juhtub seetõttu, et see seadus põhineb ideel, et erinevate molekulide vahelised molekulidevahelised jõud on samad nagu sarnaste molekulide vahel (mis see pole tegelikult nii edukas.

Tegelikult, mida lähemal on lahendus ideaalile, seda suurem on võimalus, et see peab vastama käesolevas seaduses pakutud omadustele..

See seadus käsitleb lahuse aururõhku lenduva lahustiga, märkides, et see on võrdne selle puhta soluudi aururõhuga sellel temperatuuril, korrutatuna selle molaarse fraktsiooniga. Seda väljendatakse ühe komponendi matemaatilistes terminites järgmiselt:

Pi = Pºi . Xi

Selles väljendis Pi on võrdne komponendi i osalise aururõhuga gaasisegus, Pºi on puhta komponendi i ja X aururõhki on komponendi i moolfraktsioon segus.

Samamoodi, kui teil on lahenduses mitu komponenti ja nad on jõudnud tasakaalu, saate arvutada lahuse kogu aururõhu, kombineerides Raoult'i seadust Daltoni:

P = PºAXA + PºBXB + PºCXc...

Samuti võib nendes lahendustes, kus esineb ainult üks lahustunud aine ja lahusti, seadustada nii, nagu allpool näidatud:

PA = (1-XB) x PºA

Positiivsed ja negatiivsed kõrvalekalded

Selle seadusega uuritavad lahendused peaksid tavaliselt käituma ideaaljuhul, sest nende molekulide vahelised koostoimed on väikesed ja võimaldavad kogu lahenduseta eranditeta samu omadusi..

Ideaalsed lahendused on tegelikkuses aga praktiliselt olematud, seega tuleb arvutustes, mis esindavad molekulidevahelist interaktsiooni, lisada kaks koefitsienti. Need on läbilaskevõime koefitsient ja aktiivsuskoefitsient.

Selles mõttes määratletakse kõrvalekalded Raoult'i õiguse suhtes positiivsetena või negatiivsetena, sõltuvalt sel ajal saadud tulemustest.

Positiivsed kõrvalekalded

Positiivsed kõrvalekalded Raoult'i õiguse suhtes tekivad siis, kui lahuse aururõhk on suurem kui Raoult'i seadusega arvutatud \ t.

See juhtub siis, kui sarnaste molekulide vahelised ühtekuuluvusjõud on suuremad kui samad jõud erinevate molekulide vahel. Sel juhul aurustuvad mõlemad komponendid kergemini.

Seda kõrvalekallet täheldatakse aururõhu kõveras kui konkreetse koostise maksimaalset punkti, moodustades positiivse aseotroopi.

Aseotroop on kahe või enama keemilise ühendi vedel segu, mis toimib nii, nagu oleks see moodustatud ühe komponendiga ja aurustub ilma kompositsiooni muutmata.

Negatiivsed kõrvalekalded

Negatiivsed kõrvalekalded Raoult'i seadusest tekivad siis, kui segu aururõhk on seadusega arvutatud arvatust madalam.

Need kõrvalekalded ilmnevad siis, kui segu molekulide vahelised ühtekuuluvusjõud on suuremad kui vedelike osakeste keskmised nende puhtas olekus..

Selline kõrvalekalle tekitab iga komponendi vedelas olekus püsiva jõuga suuremad atraktiivsed jõud, nii et süsteemi osaline aururõhk väheneb.

Negatiivsed aseotroopid aururõhu kõverates moodustavad minimaalse punkti ja näitavad afiinsust kahe või enama seguga seotud komponendi vahel.

Näited

Raoult'i seadust kasutatakse tavaliselt lahuse intermolekulaarsetel jõududel põhineva lahuse rõhu arvutamiseks, võrreldes arvutatud väärtusi tegelike väärtustega, et järeldada, kas on mingeid kõrvalekaldeid ja kas see peaks olema positiivne või negatiivne. Allpool on kaks näidet Raoult'i õiguse kasutamise kohta:

Põhisegu

Järgnev propaanist ja butaanist koosnev segu kujutab endast aururõhu ligikaudset väärtust ja me võime eeldada, et mõlemad komponendid on selles võrdsetes osades (50-50) temperatuuril 40 ° C:

Xpropaan = 0,5

Pºpropaan = 1352,1 kPa

Xbutaan = 0,5

Pºbutaan = 377,6 kPa

See arvutatakse Raoult'i seadusega:

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

Nii:

Psegu = 864,8 kPa

Binaarne segu mittelenduva lahustiga

Mõnikord juhtub, et segu lahustunud aine ei ole lenduv, seega kasutatakse seadust, et mõista aururõhu käitumist.

Arvestades vee ja suhkru segu vastavalt vastavalt 95% ja 5% ning normaalsetes temperatuuritingimustes:

Xvesi = 0,95

Pºvesi = 2,34 kPa

Xsuhkrut = 0,05

Pºsuhkrut = 0 kPa

See arvutatakse Raoult'i seadusega:

Psegu = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)

Nii:

Psegu = 2,22 kPa

On selge, et intermolekulaarsete jõudude mõjul on veeauru rõhk vähenenud.

Viited

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Raoult'i õiguslik määratlus. Välja otsitud arvutustest
  2. ChemGuide. (s.f.). Raoult'i seadus ja mitte-lenduvad lahendused. Välja otsitud aadressilt chemguide.co.uk
  3. LibreTexts. (s.f.). Raoult'i seadus ja ideaalsed vedelike segud. Välja otsitud kem.libretexts.org
  4. Neutrium. (s.f.). Raoult'i seadus. Välja otsitud neutrium.netist
  5. Wikipedia. (s.f.). Raoult'i seadus. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org