Raoultův zákon Co se skládá z pozitivních a negativních odchylek



Raoultův zákon byl navržen francouzskou chemikou François-Marie Raoult v roce 1887 a slouží k vysvětlení chování tlaku par roztoku dvou mísitelných látek (typicky ideálních) v závislosti na parciálním tlaku par každé složky přítomné v tomto materiálu..

Existují zákony chemie, které se používají k popisu chování látek v různých podmínkách a vysvětlují jevy, do kterých jsou zapojeny, s využitím vědecky ověřených matematických modelů. Raoultův zákon je jedním z nich.

Použitím vysvětlení založeného na interakcích mezi molekulami plynů (nebo kapalinami) s cílem předpovědět chování tlaků par, je tento zákon používán ke studiu neideálních nebo reálných řešení za předpokladu, že potřebné koeficienty jsou považovány za korigující model. matematické a přizpůsobit je neideálním podmínkám.

Index

  • 1 Z čeho se skládá??
  • 2 Pozitivní a negativní odchylky
    • 2.1 Pozitivní odchylky
    • 2.2 Negativní odchylky
  • 3 Příklady
    • 3.1 Základní směs
    • 3.2 Binární směs s netěkavým roztokem
  • 4 Odkazy

Z čeho se skládá??

Raoultův zákon je založen na předpokladu, že řešení se chovají ideálním způsobem: toto se děje proto, že tento zákon je založen na myšlence, že intermolekulární síly mezi různými molekulami jsou stejné jako mezi podobnými molekulami (které ve skutečnosti to není tak úspěšné).

Čím blíže je řešení ideálnosti, tím více příležitostí bude muset splňovat charakteristiky navržené tímto zákonem..

Tento zákon se týká tlaku par roztoku s netěkavou rozpuštěnou látkou, přičemž se uvádí, že se bude rovnat tlaku páry této čisté rozpuštěné látky při této teplotě, vynásobené jejím molárním podílem. To je vyjádřeno v matematických termínech pro jednu komponentu následujícím způsobem:

Pi = Pºi . Xi

V tomto výrazu Pi se rovná parciálnímu tlaku par složky i ve směsi plynů Pºi je tlak par čisté složky i a Xi je molární zlomek složky i ve směsi.

Stejným způsobem, když máte několik řešení v roztoku a dosáhly stavu rovnováhy, můžete vypočítat celkový tlak par roztoku pomocí kombinace Raoultova zákona s Daltonovým:

P = PºAXA + PºBXB + PºCXc...

Také v těch roztocích, kde je přítomna pouze jedna rozpuštěná látka a rozpouštědlo, může být zákon formulován tak, jak je uvedeno níže:

PA = (1-XB) x PºA

Pozitivní a negativní odchylky

Řešení, která mohou být studována s tímto zákonem, by se za normálních okolností měla chovat ideálně, protože interakce mezi jejich molekulami jsou malé a umožňují, aby se v celém řešení předpokládaly stejné vlastnosti bez výjimky..

Ideální řešení však ve skutečnosti prakticky neexistují, takže do výpočtů, které představují intermolekulární interakce, musí být začleněny dva koeficienty. Jedná se o koeficient fugace a koeficient aktivity.

V tomto smyslu jsou odchylky s ohledem na Raoultův zákon definovány jako kladné nebo záporné v závislosti na výsledcích získaných v té době.

Pozitivní odchylky

Pozitivní odchylky s ohledem na Raoultův zákon se objevují, když je tlak par v roztoku větší než tlak vypočítaný Raoultovým zákonem..

K tomu dochází, když jsou soudržné síly mezi podobnými molekulami větší než stejné síly mezi různými molekulami. V tomto případě se obě složky odpařují snadněji.

Tato odchylka je pozorována v křivce tlaku páry jako maximálního bodu v konkrétní kompozici, čímž se vytvoří pozitivní azeotrop.

Azeotrop je kapalná směs dvou nebo více chemických sloučenin, která se chová, jako by byla tvořena jedinou složkou a která se odpařuje bez změny složení..

Negativní odchylky

Negativní odchylky od Raoultova zákona nastanou, když je tlak páry směsi nižší než se předpokládá po výpočtu zákonem.

Tyto odchylky se objevují, když jsou soudržné síly mezi molekulami směsi větší než průměr sil mezi částicemi kapalin v jejich čistém stavu..

Tento typ odchylky generuje retenci každé složky v jejím kapalném stavu přitažlivými silami většími než jsou látky v jejím čistém stavu, takže částečný tlak par systému je snížen..

Negativní azeotropy v křivkách tlaku par představují minimální bod a prokazují afinitu mezi dvěma nebo více složkami obsaženými ve směsi..

Příklady

Raoultův zákon je běžně používán pro výpočet tlaku řešení založeného na jeho intermolekulárních silách, srovnáním vypočtených hodnot s reálnými hodnotami k závěru, zda existuje nějaká odchylka a zda by měla být kladná nebo záporná. Níže jsou uvedeny dva příklady použití Raoultova zákona:

Základní směs

Následující směs, skládající se z propanu a butanu, představuje aproximaci tlaku par a můžeme předpokládat, že obě složky jsou ve stejném poměru (50-50) při teplotě 40 ° C:

Xpropan = 0,5

Pºpropan = 1352,1 kPa

Xbutan = 0,5

Pºbutan = 377,6 kPa

Vypočítává se podle Raoultova zákona:

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

Takže:

Psměs = 864,8 kPa

Binární směs s netěkavou látkou

Někdy se stává, že rozpuštěná směs je netěkavá, takže zákon se používá k pochopení chování tlaku par.

Vzhledem ke směsi vody a cukru v poměru 95% a 5% a za normálních teplotních podmínek:

Xvody = 0,95

Pºvody = 2,34 kPa

Xcukru = 0,05

Pºcukru = 0 kPa

Vypočítává se podle Raoultova zákona:

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

Takže:

Psměs = 2,22 kPa

Je zřejmé, že došlo k poklesu tlaku vodní páry v důsledku účinků mezimolekulárních sil.

Odkazy

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Definice Raoultova zákona. Zdroj: thinkco.com
  2. ChemGuide. (s.f.). Raoultův zákon a netěkavé látky. Zdroj: chemguide.co.uk
  3. LibreTexts. (s.f.). Raoultův zákon a ideální směsi kapalin. Zdroj: chem.libretexts.org
  4. Neutrium. (s.f.). Raoultův zákon. Zdroj: neutrium.net
  5. Wikipedia. (s.f.). Raoultův zákon. Zdroj: en.wikipedia.org