Definizione della legge di Raoult

Candela Rocio Barbisan | febbraio 2022
Ingegnere chimico

Forse è necessario ridefinire il concetto di tensione di vapore, intesa come la pressione esercitata dalla fase gassosa su una fase liquida (sia in Equilibrio), ad un certo temperatura in un sistema chiuso. Tale equilibrio dinamico si raggiunge tanto più velocemente quanto maggiore è la superficie di contatto tra le fasi e, in questa condizione, si parla di fasi sature, sia di vapore che di liquido saturo.

Questo legge pose una delle basi del termodinamica nel 1887 e, in seguito al logica Dalla legge di Raoult, vediamo che la tensione di vapore di una sostanza diminuisce di valore quando passa dall'essere pura all'essere parte di una miscela. Sulla base di quanto sopra, il espressione La matematica è la seguente:

P_io = x_iol P_io⁰

Ciò significa che la pressione di vapore parziale di una sostanza i in una miscela, P_i, è uguale alla pressione di vapore del componente puro, P_io⁰, (alla stessa temperatura) moltiplicata per la sua frazione molare nella fase liquida, X_iol.

Quando si parla di questa Legge, ci si riferisce a grafici tipici come questo:

Immagine presa da UCR3

questo semplice grafico È molto utile per stimare le pressioni di vapore parziali quando una sostanza fa parte di una miscela, permette inoltre di descrivere la composizione dei solventi volatili di una miscela, nella sua fase gassosa e molte altre Applicazioni.

L'espressione matematica della legge di Raoult era indicata in ogni grafico per i componenti della miscela A e B, in questo caso una miscela binaria formata da due sostanze pure. Sull'asse delle ascisse osserviamo le frazioni molari corrispondenti ad ogni componente (in fase liquida), avendo a sinistra quantità maggiore di componente B e, in proporzione, quantità minore di componente A fino a quando la frazione molare del componente B è 1 e quella di A è 0. Mentre, a destra, la frazione della componente A aumenta, fino ad ottenere la sola componente A (xA=1). Sull'asse delle ordinate, rispettivamente, abbiamo le tensioni di vapore delle componenti pure, cioè quando sole ha componente A (xA=1) abbiamo la tensione di vapore di questa stessa componente e, viceversa, si verifica sull'asse delle ordinate della sinistra. Nella transizione, la pressione totale della miscela in fase gassosa non corrisponde alla tensione di vapore di ciascuno dei componenti. ma piuttosto alla somma della pressione parziale delle sue componenti (legge di Dalton), ciascuna stimata dalla legge di Raoul.

Va notato che la Legge originaria ha modifiche basate su deviazioni dall'idealità dei suoi composti. Quando, a seconda delle forze intermolecolari che entrano in gioco, ci sono interazioni tra entrambi sostanze, questo genera deviazioni, poiché ci sarà più o meno tendenza di una di esse a rimanere in fase liquido o meno.

In breve, quando la deviazione è negativa dalla Legge ideale di Raoult, le forze intermolecolari nella soluzione sono maggiori che nei componenti puri, quindi la pressione totale sarà minore della Stimato. Ciò significa che le forze adesive sono più forti delle forze di coesione, il che implica che i componenti sono trattenuti nella fase liquida della miscela da forze di attrazione maggiore di quelli dei liquidi puri. Se invece la deviazione è positiva, la pressione totale sarà maggiore di quella stimata poiché le forze intermolecolari nella soluzione sono inferiori rispetto alle componenti pure. Qui, le forze di coesione tra le molecole sono più importanti delle forze adesive, quindi i componenti passano più facilmente nella fase gassosa.

Principalmente, la legge di Raoult viene applicata nelle tecniche industriali ea scala laboratorio, in processi quali la distillazione e la distillazione frazionata.