Raoultov zakon Kaj vsebuje, pozitivna in negativna odstopanja



The Raoultov zakon je predlagal francoski kemik François-Marie Raoult leta 1887 in služi za razlago obnašanja parnega tlaka raztopine dveh mešljivih snovi (običajno idealnih), odvisno od parnega tlaka vsake komponente, ki je prisotna v tem.

Obstajajo zakoni kemije, ki se uporabljajo za opisovanje obnašanja snovi v različnih pogojih in razlago pojavov, v katere so vključeni, z uporabo znanstveno dokazanih matematičnih modelov. Raoultov zakon je eden od teh.

Z uporabo razlage, ki temelji na interakcijah med molekulami plinov (ali tekočin) za napovedovanje obnašanja parnih tlakov, se ta zakon uporablja za preučevanje neidealnih ali realnih rešitev, če se upoštevajo potrebni koeficienti za popravljanje modela. matematično in ga prilagodite neidealnim pogojem.

Indeks

  • 1 Kaj vsebuje??
  • 2 Pozitivna in negativna odstopanja
    • 2.1 Pozitivna odstopanja
    • 2.2 Negativna odstopanja
  • 3 Primeri
    • 3.1 Osnovna zmes
    • 3.2 Binarna mešanica z nehlapno raztopljeno snovjo
  • 4 Reference

Od česa je sestavljen??

Raoultov zakon temelji na predpostavki, da se zadevne rešitve obnašajo na idealen način: to se zgodi zato, ker ta zakon temelji na ideji, da so medmolekularne sile med različnimi molekulami enake kot med podobnimi molekulami (ki v resnici ni tako uspešna).

Pravzaprav, čim bližje je rešitev za idealnost, več možnosti bo morala izpolnjevati značilnosti, ki jih predlaga ta zakon..

Ta zakon se nanaša na parni tlak raztopine z nehlapno raztopljeno snovjo in navaja, da bo enak parnemu tlaku te čiste raztopine pri tej temperaturi, pomnožen z molarnim deležem te raztopine. To je izraženo v matematičnih izrazih za posamezno komponento na naslednji način:

Pi = P °i . Xi

V tem izrazu Pi je enak parcialnemu parnemu tlaku komponente i v mešanici plinov, P °i je parni tlak čiste komponente i in Xi je molski delež komponente i v zmesi.

Na enak način, ko imate več komponent v raztopini in so dosegli stanje ravnovesja, lahko izračunate skupni parni tlak raztopine s kombiniranjem Raoultovega zakona z Daltonovim:

P = P °AXA + PºBXB + PºCXc...

Prav tako lahko v tistih raztopinah, kjer sta prisotna samo ena topnost in topilo, zakon formuliramo, kot je prikazano spodaj:

PA = (1-XB) x PºA

Pozitivna in negativna odstopanja

Rešitve, ki jih je mogoče preučiti s tem zakonom, bi se morale običajno obnašati idealno, saj so medsebojne interakcije med njihovimi molekulami majhne in omogočajo, da se vse lastnosti brez izjeme predpostavljajo v celotni rešitvi..

Vendar pa idealne rešitve v resnici praktično ne obstajajo, zato je treba v izračune, ki predstavljajo intermolekularne interakcije, vključiti dva koeficienta. To so koeficient fugnostnosti in koeficient aktivnosti.

V tem smislu so odstopanja glede na Raoultov zakon opredeljena kot pozitivna ali negativna, odvisno od rezultatov, dobljenih v času.

Pozitivna odstopanja

Pozitivna odstopanja glede na Raoultov zakon se pojavijo, kadar je parni tlak raztopine večji od tistega, ki je bil izračunan z Raoultovim zakonom..

To se zgodi, ko so kohezijske sile med podobnimi molekulami večje od enakih sil med različnimi molekulami. V tem primeru se obe komponenti lažje uparjata.

To odstopanje je vidno v krivulji parnega tlaka kot maksimalna točka v določeni sestavi, ki tvori pozitivni azeotrop.

Azeotrop je tekoča mešanica dveh ali več kemičnih spojin, ki se obnašajo, kot če bi nastala z eno samo komponento in ki se izhlapi brez spreminjanja sestave..

Negativna odstopanja

Negativna odstopanja od Raoultovega zakona se pojavijo, ko je parni tlak mešanice nižji od pričakovanega po izračunu z zakonom.

Ta odstopanja se pojavijo, ko so kohezijske sile med molekulami zmesi večje od povprečja sil med delci tekočin v njihovem čistem stanju..

Ta vrsta odstopanja ustvarja zadrževanje vsake komponente v njenem tekočem stanju z privlačnimi silami, ki so večje od sile v čistem stanju, tako da se parcialni parni tlak sistema zmanjša..

Negativne azeotropne krivulje parnega tlaka predstavljajo minimalno točko in kažejo afiniteto med dvema ali več sestavinami, vključenimi v mešanico..

Primeri

Raoultov zakon se običajno uporablja za izračun tlaka raztopine, ki temelji na njenih medmolekularnih silah, pri čemer se izračunane vrednosti primerjajo z realnimi vrednostmi, da bi ugotovili, ali je prišlo do kakršnega koli odstopanja in ali je to pozitivno ali negativno. Spodaj sta navedena dva primera uporabe Raoultovega zakona:

Osnovna zmes

Naslednja zmes, ki sestoji iz propana in butana, predstavlja približek parnega tlaka in lahko domnevamo, da sta obe komponenti v enakih deležih v njej (50-50) pri temperaturi 40 ° C:

Xpropan = 0,5

Pºpropan = 1352,1 kPa

Xbutan = 0,5

Pºbutan = 377,6 kPa

Izračuna se z Raoultovim zakonom:

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

Torej:

Pmešanica = 864,8 kPa

Binarna mešanica z nehlapno raztopljeno snovjo

Včasih se zgodi, da je raztopina mešanice nehlapna, zato se zakon uporablja za razumevanje obnašanja parnega tlaka..

Glede na mešanico vode in sladkorja v razmerju 95% oziroma 5% in pri normalnih temperaturnih pogojih:

Xvode = 0,95

Pºvode = 2,34 kPa

Xsladkorja = 0,05

Pºsladkorja = 0 kPa

Izračuna se z Raoultovim zakonom:

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

Torej:

Pmešanica = 2,22 kPa

Očitno je prišlo do padca tlaka vodne pare zaradi učinkov medmolekularnih sil.

Reference

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Raoultova definicija zakona. Vzpostavljeno iz thoughtco.com
  2. ChemGuide. (s.f.). Raoultov zakon in nehlapne soluti. Vzpostavljeno iz chemguide.co.uk
  3. LibreTexts. (s.f.). Raoultov zakon in idealne mešanice tekočin. Vzpostavljeno iz chem.libretexts.org
  4. Neutrium. (s.f.). Raoultov zakon. Vzpostavljeno iz neutrium.net
  5. Wikipedija. (s.f.). Raoultov zakon. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org