Определение на закона на Раул

Кандела Росио Барбисан | фев. 2022
Инженер-химик

Може би е необходимо да се предефинира понятието за налягане на парите, разбирайки го като налягането, упражнявано от газовата фаза върху течната фаза (и двете в Баланс), при определена температура в затворена система. Това динамично равновесие се постига по-бързо, колкото по-голяма е контактната повърхност между фазите и в това състояние говорим за наситени фази, както пара, така и наситена течност.

Това закон положи една от основите на термодинамика през 1887 г. и след това логика От закона на Раул виждаме, че налягането на парите на веществото намалява по стойност, когато то преминава от чисто към част от смес. Въз основа на горното, изразяване Математиката е следната:

П_и = х_иЛ П_и⁰

Това означава, че парциалното налягане на парите на вещество i в смес, P_i, е равно на парното налягане на чистия компонент, P_и⁰, (при същата температура) умножено неговата молна фракция в течната фаза, х_иЛ.

Когато говорим за този закон, ние се позоваваме на типични графики като това:

Изображението е взето от UCR3

това просто графичен Той е много полезен за оценка на парциалното налягане на парите, когато веществото е част от смес, също така ни позволява да опишем състава на летливите разтворители на сместа в нейната газообразна фаза, както и много други Приложения.

Математическият израз на закона на Раул е посочен във всяка графика за компонентите на смес А и В, в този случай бинарна смес, образувана от две чисти вещества. По оста на абсцисата наблюдаваме моларните фракции, съответстващи на всеки компонент (в течна фаза), имащи вляво по-голямо количество компонент B и пропорционално по-малко количество компонент A, докато моларната част на компонента B е 1 и тази на A е 0. Докато вдясно, частта на компонента А се увеличава, докато се получи само компонент А (xA=1). По оста на ординатите, съответно, имаме наляганията на парите на чистите компоненти, тоест когато само има компонент A (xA=1) имаме парното налягане на същия този компонент и, обратно, то се появява по оста на ординатата на наляво. При прехода общото налягане на сместа от газова фаза не съответства на налягането на парите на всеки от компонентите. а по-скоро към сумата от парциалното налягане на неговите компоненти (закон на Далтън), като всеки от тях се оценява от закона за Раулт.

Трябва да се отбележи, че оригиналният закон има модификации, основани на отклонения от идеалността на неговите съединения. Когато, в зависимост от междумолекулните сили, които влизат в игра, има взаимодействия между двете вещества, това генерира отклонения, тъй като ще има повече или по-малка тенденция на едно от тях да остане във фаза течен или не.

Накратко, когато отклонението е отрицателно от идеалния закон на Раул, междумолекулните сили в разтвора са по-големи, отколкото в чистите компоненти, следователно общото налягане ще бъде по-малко от Изчислено. Това означава, че адхезивните сили са по-силни от силите на сцепление, което означава, че компонентите се задържат в течната фаза на сместа чрез силите на атракция по-големи от тези на чистите течности. От друга страна, ако отклонението е положително, общото налягане ще бъде по-високо от изчисленото, тъй като междумолекулните сили в разтвора са по-ниски, отколкото в чистите компоненти. Тук силите на сцепление между молекулите са по-важни от адхезивните сили, следователно компонентите преминават по-лесно в газовата фаза.

Основно законът на Раул се прилага в индустриалните техники и за мащаб лаборатория, в процеси като дестилация и фракционна дестилация.