Raoult likums, ko tas veido, pozitīvas un negatīvas novirzes



The Raoult likums Francijas autors François-Marie Raoult ierosināja 1887. gadā, un tas kalpo, lai izskaidrotu divu sajaucamu vielu (parasti ideāls) tvaika spiediena uzvedību atkarībā no katras sastāvdaļas tvaika spiediena..

Ir ķīmijas likumi, kas tiek izmantoti, lai aprakstītu vielu uzvedību dažādos apstākļos un izskaidrotu parādības, kurās tās ir iesaistītas, izmantojot zinātniski pierādītus matemātiskos modeļus. Raoult likums ir viens no tiem.

Izmantojot izskaidrojumu, kas pamatojas uz mijiedarbību starp gāzu molekulām (vai šķidrumiem), lai prognozētu tvaika spiediena uzvedību, šis likums tiek izmantots, lai izpētītu necienīgus vai reālus risinājumus, ar nosacījumu, ka tiek uzskatīts, ka vajadzīgie koeficienti izlabo modeli matemātisko un pielāgot to ne-ideāliem apstākļiem.

Indekss

  • 1 Ko tas veido??
  • 2 Pozitīvas un negatīvas novirzes
    • 2.1. Pozitīvas novirzes
    • 2.2 Negatīvas novirzes
  • 3 Piemēri
    • 3.1 Pamata maisījums
    • 3.2. Binārais maisījums ar nepastāvīgu šķīdinātāju
  • 4 Atsauces

Ko tas veido??

Raoult likums ir balstīts uz pieņēmumu, ka iesaistītie risinājumi darbojas ideāli: tas notiek tāpēc, ka šis likums ir balstīts uz domu, ka starpmolekulārie spēki starp dažādām molekulām ir tādi paši kā starp līdzīgām molekulām (kas tā patiesībā nav tik veiksmīga.

Faktiski, jo tuvāks risinājums ir ideālitātei, jo lielāka iespēja, ka tai būs jāatbilst šajā likumā ierosinātajiem raksturlielumiem..

Šis likums attiecas uz šķīduma tvaika spiedienu ar negaistošu šķīdinātāju, norādot, ka tas būs vienāds ar tīrā šķīdinātāja tvaika spiedienu šajā temperatūrā, reizinot to ar tā molālo frakciju. To izsaka matemātiskā izteiksmē vienam komponentam šādā veidā:

Pi = Pºi . Xi

Šajā izteiksmē Pi ir vienāds ar i komponenta tvaika spiedienu gāzes maisījumā, Pºi ir tīra komponenta i un X tvaika spiediensi ir komponenta i mola frakcija maisījumā.

Tāpat, ja risinājumā ir vairāki komponenti un tie ir sasnieguši līdzsvara stāvokli, jūs varat aprēķināt šķīduma kopējo tvaika spiedienu, apvienojot Raoult likumu ar Dalton's:

P = PºAXA + PºBXB + PºCXc...

Arī tajos šķīdumos, kuros ir tikai viens šķīdinātājs un šķīdinātājs, likumu var formulēt šādi:

PA = (1-XB) x PºA

Pozitīvas un negatīvas novirzes

Risinājumiem, kurus var pētīt ar šo likumu, parasti vajadzētu rīkoties ideāli, jo mijiedarbība starp to molekulām ir neliela un ļauj bez izņēmuma pieņemt, ka visā šķīdumā ir tādas pašas īpašības..

Tomēr ideālos risinājumus faktiski nav, tāpēc aprēķinos, kas atspoguļo starpmolekulārās mijiedarbības, jāiekļauj divi koeficienti. Tie ir fugacity koeficients un aktivitātes koeficients.

Šajā ziņā novirzes attiecībā uz Raoult likumu tiek definētas kā pozitīvas vai negatīvas, atkarībā no tajā laikā iegūtajiem rezultātiem.

Pozitīvas novirzes

Pozitīvas novirzes attiecībā pret Raoult likumu rodas tad, kad šķīduma tvaika spiediens ir lielāks nekā aprēķināts ar Raoult likumu.

Tas notiek, ja kohēzijas spēki starp līdzīgām molekulām ir lielāki par tiem pašiem spēkiem starp dažādām molekulām. Šajā gadījumā abas sastāvdaļas iztvaicē vieglāk.

Šī novirze ir redzama tvaika spiediena līknē kā maksimālais punkts noteiktā kompozīcijā, veidojot pozitīvu azeotropu.

Azeotrops ir divu vai vairāku ķīmisku savienojumu šķidrais maisījums, kas darbojas tā, it kā tas būtu veidots no viena komponenta un iztvaikojot, nemainot sastāvu..

Negatīvas novirzes

Negatīvas novirzes no Raoult likuma rodas, kad maisījuma tvaika spiediens ir mazāks, nekā paredzēts pēc likuma aprēķināšanas.

Šīs novirzes parādās, kad kohēzijas spēki starp maisījuma molekulām ir lielāki par vidējo spēku starp šķidrumu daļiņām tīrā stāvoklī.

Šāda veida novirze rada katra komponenta noturību šķidrā stāvoklī ar pievilcīgiem spēkiem, kas ir lielāki nekā vielas tīrā stāvoklī, tādējādi samazinot sistēmas daļējo tvaika spiedienu..

Negatīvie azeotropi tvaika spiediena līknēs ir minimālais punkts un parāda afinitāti starp diviem vai vairākiem maisījumā iesaistītajiem komponentiem..

Piemēri

Raoult likums parasti tiek izmantots, lai aprēķinātu šķīduma spiedienu, pamatojoties uz tā starpmolekulārajiem spēkiem, salīdzinot aprēķinātās vērtības ar reālajām vērtībām, lai secinātu, vai ir kādas novirzes un vai tam jābūt pozitīvam vai negatīvam. Zemāk ir divi Raoult likuma izmantošanas piemēri:

Pamata maisījums

Sekojošais maisījums, kas sastāv no propāna un butāna, atbilst tvaika spiediena aptuvenai vērtībai, un mēs varam pieņemt, ka abas sastāvdaļas tajā ir vienādās proporcijās (50-50) 40 ° C temperatūrā:

Xpropāns = 0,5

Pºpropāns = 1352,1 kPa

Xbutāns = 0,5

Pºbutāns = 377,6 kPa

To aprēķina ar Raoult likumu:

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

Tātad:

Pmaisījums = 864,8 kPa

Binārais maisījums ar nepastāvīgu šķīdinātāju

Dažreiz notiek, ka maisījuma šķīdinātājs nav gaistošs, tāpēc likums tiek izmantots, lai izprastu tvaika spiediena uzvedību.

Ņemot vērā ūdens un cukura maisījumu attiecīgi 95% un 5% un normālos temperatūras apstākļos:

Xūdens = 0,95

Pºūdens = 2,34 kPa

Xcukuru = 0,05

Pºcukuru = 0 kPa

To aprēķina ar Raoult likumu:

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

Tātad:

Pmaisījums = 2,22 kPa

Acīmredzot ir noticis ūdens tvaika spiediena samazinājums starpmolekulāro spēku ietekmē.

Atsauces

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Raoult likuma definīcija. Izgūti no
  2. ChemGuide. (s.f.). Raoult likums un nestabili risinājumi. Izgūti no chemguide.co.uk
  3. LibreTexts. (s.f.). Raoult likums un ideāli šķidrumu maisījumi. Izgūti no chem.libretexts.org
  4. Neitrijs. (s.f.). Raoult likums. Izgūti no neutrium.net
  5. Vikipēdija. (s.f.). Raoult likums. Izgūti no en.wikipedia.org