Definice Raoultova zákona

Candela Rocío Barbisan | února 2022
Chemický inženýr

Možná je nutné předefinovat pojem tlaku par a chápat jej jako tlak, kterým působí plynná fáze na kapalnou fázi (jak v Zůstatek), při určitém teplota v uzavřeném systému. Této dynamické rovnováhy je dosaženo tím rychleji, čím větší je kontaktní plocha mezi fázemi, a v tomto stavu hovoříme o nasycených fázích, a to jak páry, tak nasycené kapaliny.

Tento zákon položil jeden ze základů termodynamika v roce 1887 a po něm logika Z Raoultova zákona vidíme, že tlak par látky klesá na hodnotě, když přechází z čisté látky do směsi. Na základě výše uvedeného je výraz Matematika je následující:

P_i = x_iL P_i⁰

To znamená, že parciální tlak par látky i ve směsi P_i se rovná tlaku par čisté složky P_i⁰, (při stejné teplotě) krát jeho molární zlomek v kapalné fázi, X_iL.

Když mluvíme o tomto zákonu, odkazujeme na typické grafy, jako je tento:

Obrázek převzat z UCR3

toto jednoduché grafický Je velmi užitečný pro odhad parciálních tlaků par, když je látka součástí směsi, umožňuje také popsat složení těkavých rozpouštědel směsi v její plynné fázi i mnoha dalších Aplikace.

Matematické vyjádření Raoultova zákona bylo naznačeno v každém grafu pro složky směsi A a B, v tomto případě binární směs tvořenou dvěma čistými látkami. Na vodorovné ose pozorujeme molární zlomky odpovídající každé složce (v kapalné fázi), mající vlevo větší množství složky B a úměrně menší množství složky A, dokud molární zlomek složky B není 1 a molární zlomek A je 0. Zatímco napravo se podíl složky A zvyšuje, až se získá pouze složka A (xA=1). Na ose pořadnic máme tlaky par čistých složek, to znamená, když má složku A (xA=1) máme tlak par této stejné složky a naopak se vyskytuje na ose pořadnic vlevo, odjet. Při přechodu celkový tlak směsi plynné fáze neodpovídá tlaku par každé ze složek. ale spíše k součtu parciálního tlaku jeho složek (Daltonův zákon), přičemž každá z nich se odhaduje ze zákona Raoult.

Je třeba poznamenat, že původní zákon má modifikace založené na odchylkách od ideality jeho sloučenin. Když v závislosti na intermolekulárních silách, které vstupují do hry, dochází k interakcím mezi oběma látek, to generuje odchylky, protože jedna z nich bude mít větší či menší tendenci zůstat ve fázi tekuté nebo ne.

Stručně řečeno, když je odchylka záporná od ideálního Raoultova zákona, mezimolekulární síly v roztoku jsou větší než v čistých složkách, takže celkový tlak bude menší než Odhadovaný. To znamená, že adhezní síly jsou silnější než kohezní síly, což znamená, že složky jsou zadržovány v kapalné fázi směsi silami atrakce větší než u čistých kapalin. Na druhou stranu, pokud je odchylka kladná, celkový tlak bude vyšší než odhadovaný, protože mezimolekulární síly v roztoku jsou nižší než v čistých složkách. Zde jsou kohezní síly mezi molekulami důležitější než adhezivní síly, proto složky snáze přecházejí do plynné fáze.

Raoultův zákon se používá především v průmyslových technikách a na měřítko laboratoř, v procesech, jako je destilace a frakční destilace.