تعريف قانون رولت

كانديلا روسيو باربيسان | فبراير. 2022
مهندس كيميائي

ربما ، من الضروري إعادة تعريف مفهوم ضغط البخار ، وفهمه على أنه الضغط الذي تمارسه المرحلة الغازية على الطور السائل (كلاهما في الرصيد)، على وجه الخصوص درجة الحرارة في نظام مغلق. يتم الوصول إلى هذا التوازن الديناميكي بشكل أسرع كلما زاد حجم سطح التلامس بين المراحل ، وفي هذه الحالة ، نتحدث عن الأطوار المشبعة ، سواء البخار أو السائل المشبع.

هذه قانون وضع أحد أسس الديناميكا الحرارية في عام 1887 وبعد منطق من قانون راولت ، نرى أن ضغط بخار مادة ما تنخفض قيمته عندما ينتقل من كونه نقيًا إلى كونه جزءًا من خليط. بناءً على ما سبق ، فإن التعبير حسابها كالتالي:

ص_أنا = س_أناإل ص_أنا⁰

هذا يعني أن ضغط البخار الجزئي لمادة i في خليط ، P_i ، يساوي ضغط بخار المكون النقي ، P_أنا⁰، (عند نفس درجة الحرارة) مضروبة في الكسر الجزيئي في الطور السائل ، x_أناإل.

عند الحديث عن هذا القانون ، نشير إلى الرسوم البيانية النموذجية مثل هذا:

الصورة مأخوذة من UCR3

هذا بسيط الرسم إنه مفيد جدًا لتقدير ضغط البخار الجزئي عندما تكون المادة جزءًا من خليط ، يسمح لنا أيضًا بوصف تكوين المذيبات المتطايرة للخليط في مرحلته الغازية بالإضافة إلى العديد من المذيبات الأخرى التطبيقات.

تمت الإشارة إلى التعبير الرياضي لقانون راولت في كل رسم بياني لمكونات الخليط A و B ، وفي هذه الحالة ، خليط ثنائي يتكون من مادتين نقيتين. على محور الإحداثي نلاحظ الكسور المولية المقابلة لكل مكون (في الطور السائل) ، على اليسار كمية أكبر من المكون B ، وبالتناسب ، كمية أقل من المكون A حتى يكون الجزء المولي للمكون B هو 1 والجزء A من المكون A هو 0. بينما ، إلى اليمين ، يزداد جزء المكون A ، حتى يتم الحصول على المكون A فقط (xA = 1). على محور الإحداثيات ، على التوالي ، لدينا ضغط بخار المكونات النقية ، أي عندما يكون فقط يحتوي على المكون A (xA = 1) لدينا ضغط البخار لهذا المكون نفسه ، وعلى العكس من ذلك ، فإنه يحدث على المحور الإحداثي لـ غادر. في عملية الانتقال ، لا يتوافق الضغط الكلي لخليط الطور الغازي مع ضغط البخار لكل من المكونات. بل إلى مجموع الضغط الجزئي لمكوناته (قانون دالتون) ، كل منها يقدر من قانون راولت.

وتجدر الإشارة إلى أن القانون الأصلي له تعديلات تستند إلى الانحرافات عن مثالية مركباته. عندما ، اعتمادًا على القوى بين الجزيئات التي تلعب دورًا ، هناك تفاعلات بين كليهما المواد ، وهذا يولد انحرافات ، حيث سيكون هناك ميل أكثر أو أقل من واحد منهم للبقاء في المرحلة سائل أم لا.

باختصار ، عندما يكون الانحراف سالبًا عن قانون راولت المثالي ، القوى بين الجزيئات في المحلول أكبر من المكونات النقية ، لذلك سيكون الضغط الكلي أقل من مقدر. هذا يعني أن القوى اللاصقة أقوى من قوى التماسك ، مما يعني أن المكونات يتم الاحتفاظ بها في الطور السائل من الخليط بواسطة قوى جاذبية أكبر من السوائل النقية. من ناحية أخرى ، إذا كان الانحراف موجبًا ، فسيكون الضغط الإجمالي أعلى من المقدّر لأن القوى بين الجزيئات في المحلول أقل من المكونات النقية. هنا ، تعتبر قوى التماسك بين الجزيئات أكثر أهمية من القوى اللاصقة ، وبالتالي ، فإن المكونات يسهل مرورها إلى الطور الغازي.

بشكل أساسي ، يتم تطبيق قانون رولت في التقنيات الصناعية وعلى مقياس المختبر في عمليات مثل التقطير والتقطير التجزيئي.