Raault prinsipp og formellov, eksempler, øvelser

De Rauolts lov Det er en som brukes til å forklare nedstigningen eller reduksjonen av damptrykk, til stede på en løsning, på grunn av oppløsningen av et ikke -flyktig oppløst stoff, for eksempel et salt eller en organisk forbindelse.

Denne loven brukes også til å analysere og beskrive sammensetningen av flyktige løsningsmidler i gassfasen, lokalisert i rommet på en løsning som presenterer en blanding av dem. Loven bærer navnet hans til ære for sin skaper, François-Marie Rauolt (1830-1901).

Raaults lovdiagrammer. Linje 1 representerer den ideelle oppførselen, mens rød og blå tilsvarer henholdsvis positive og negative avvik. Kilde: Joanna Kośmider / Public Domain

Rauolts lov gjelder ideelle løsninger som er i samsvar med noen egenskaper, inkludert følgende: intermolekylære krefter mellom like molekyler (sammenhengende krefter) må være lik intermolekylære krefter mellom forskjellige eller forskjellige molekyler (limkrefter).

Mange av løsningene er ikke ideelle, noe som forklarer avvikene i Rauolts lov observert i noen blandinger av flyktige løsemidler. For eksempel kloroformblandingen (CH₃Cl) og aceton (velg₃Coch₃), presenterer et negativt avvik fra Raouls lov.

François-Marie Raault

Damptrykket i gassfasen i slike tilfeller er mindre enn den forutsagt av loven, som kan forklares ved dannelse av hydrogenbroer mellom komponentene i blandingen.

[TOC]

Prinsipp og formel

Rauolts lov indikerer at det delvise damptrykket som utøves av en flyktig komponent eller løsningsmiddel av gassblandingen, over løsningen, er relatert til damptrykket som utøves av den rene flyktige komponenten eller løsningsmidlet, og deres respektive molære fraksjoner.

Kan tjene deg: nepelometri

Følgende ligning oppsummerer ovennevnte:

P_Sv = S_Svº · x_Sv

Hvor p_Sv Det er det delvise trykket til det flyktige løsningsmidlet i brusblandingen, P_Svº trykket til det rene flyktige løsemiddelet, og x_Sv den molære fraksjonen i løsningen av det flyktige løsningsmidlet.

Blanding av flyktige løsningsmidler

Hvis du har en blanding av to flyktige løsningsmidler (A og B) i løsningen, kan du beregne damptrykket som de stammer fra gassfasen, over løsningen. Dette vil være en sum av delvis trykk som utøves av gasser A og B:

P_TIL = X_TIL  ·  P_TILº

P_B = X_B · P_Bº

Så å legge til trykket til A og B får vi det totale P -trykket:

P = x_TIL  · P_TILº +x_B · P_Bº

Hvor P er damptrykket til brusblandingen på toppen av løsningen, x_TIL og x_B de molære fraksjonene av de flyktige løsningsmidlene A og B i blandingen, og P_TILº og p_Bº damptrykkene til de rene flyktige løsningsmidlene A og B.

Redusert trykk i gassfasen på grunn av tilstedeværelsen av et ikke -flyktig oppløst stoff

Det delvise trykket til et flyktig løsningsmiddel i gassfasen er gitt av uttrykket:

P = p_TILº · x_TIL

I nærvær av en løst B i løsningen uttrykkes den molære fraksjonen av B som følger:

X_B = 1 -x_TIL

Da, gjennom enkel matematisk behandling, nås uttrykket:

ΔP = p_TILº · x_B  (1)

Der ΔP er reduksjonen i delvis trykket til løsningsmidlet i gassfasen.

Det matematiske uttrykket (1) indikerer reduksjonen i damptrykket til et løsningsmiddel på grunn av tilstedeværelsen av et ikke -flyktig B -løs. Nedgangen i løsningsmiddeldamptrykk er blitt forklart på grunn av plasseringen av oppløst B -molekyler på løsningsoverflaten.

Det kan tjene deg: karbonylgruppe: egenskaper, egenskaper, nomenklatur, reaktivitet

Tilstedeværelsen av løst B -molekyler ville gi en reduksjon i konsentrasjonen av løsningsmiddel A -molekyler på overflaten av løsningen og begrense dens fordampning; Og dermed forklare, reduksjonen i damptrykk i gassfasen.

Eksempler

Raaults lov tjener til å beregne damptrykket til en flyktig komponent i en løsning, for eksempel etanol, benzen, toluen, etan, propan, etc., i verdensrommet på løsningen.

Det kan brukes til å beregne damptrykket som genereres i rommet på en løsning, som en konsekvens av blandingen av flyktige væsker, enten benzen og toluen, etan og propan, aceton og etanol, etc.

Med denne loven kan du også bestemme hva.

Løste øvelser

Oppgave 1

Beregn damptrykket til en tilberedt løsning ved å løse opp 60 g natriumklorid (NaCl) i 400 g vann (h₂ENTEN). Vanndamptrykk (s_H2Oº) En 37 ºC er 47,1 mmhg. Molekylvekt h₂O = 18 g/mol og molekylvekt NaCl = 58,5 g/mol.

Vi beregner først molene med vann og natriumklorid for å bestemme deres molære fraksjoner:

Mol av h₂O = gram av h₂O / pm h₂ENTEN

= 400 g / (18 g / mol)

= 22.22 føflekker

Mol naCl = g naCl / pm naCl

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

= 1,03 føflekker

NaCl er en elektrolytisk forbindelse som dissosierer i NA⁺ + Cl^-. Derfor dissosierer 1,03 mol NaCl i 1,03 mol NA⁺ og 1.03 mol CL^-.

Det kan tjene deg: Maillard -reaksjon

Vi har uttrykket:

P_v = X_H2O · P_H2Oº

Vi mangler derfor den molære fraksjonen av vann:

X_H2O = Mol av h₂O / (mol av h₂O +mol av na⁺   +   Mol cl^-)

= 22.2 Mol / 22.22 Mol +1.03 Mol +1.03 Mol

= 0.896

Og vi beregner P_v:

P_v  = 47,1 mmHg · 0.896

P_v  = 42,20 mmHg

Å være reduksjonen i damptrykk på grunn av tilstedeværelsen av natriumklorid:

ΔP_v = 47,1 mmHg - 42,20 mmhg

= 4,9 mmHg

Oppgave 2

Ved en temperatur på -100 ºC etan (velg₃Ch₃) og propan (Cho₃Ch₂Ch₃) De er væsker. Ved den temperaturen, damptrykket til ren etan (P_Etanoº) er 394 mmHg, mens damptrykket til ren propan (P_propanº) er 22 mmhg. Det som vil være damptrykket på en løsning som inneholder ekvimolare mengder av begge forbindelser?

Problemtilnærmingen indikerer at løsningen inneholder ekvimolare mengder av forbindelsene. Dette innebærer at den molære fraksjonen av forbindelsen og propanforbindelsene nødvendigvis er lik 0,5.

Igjen kommer løsningen av uttrykket:

P_v  = S_Etano   +   P_propan

Vi beregner delvis trykk fra både etan og propan:

P_Etano = S_Etanoº · x_Etano

= 394 mmHg · 0,5

  = 197 mmHg

P_propan  = S_propanº · x_propan

= 22 mmHg · 0,5

= 11 mmHg

Og så beregner vi endelig P_v:

P_v  = S_Etano  +   P_propan

= 197 mmHg +11 mmhg

= 208 mmHg

Referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). Cengage Learning
2. Wikipedia. (2020). Raults lov. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (11. februar 2020). Raults lovdefinisjon i kjemi. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
4. Encyclopædia Britannica. (2020). Raults lov. Gjenopprettet fra: Britannica.com
5. Clark J., Ly i., & Khan s. (18. mai 2020). Raults lov. Kjemi librettexts. Gjenopprettet fra: Chem.Librettexts.org