Definicja prawa Raoulta

Candela Rocío Barbisan | luty 2022
Inżynier chemiczny

Być może konieczna jest redefinicja pojęcia prężności pary, rozumiejąc ją jako ciśnienie wywierane przez fazę gazową na fazę ciekłą (zarówno w Balansować), w pewnym temperatura w systemie zamkniętym. Ta dynamiczna równowaga jest osiągnięta tym szybciej, im większa jest powierzchnia styku między fazami iw tym stanie mówimy o fazach nasyconych, zarówno w postaci pary, jak i cieczy nasyconej.

Ten prawo położył jeden z fundamentów termodynamika w 1887 r. i po logika Z prawa Raoulta widzimy, że ciśnienie pary substancji zmniejsza swoją wartość, gdy staje się ona czysta i staje się częścią mieszaniny. W oparciu o powyższe, wyrażenie Matematyka jest następująca:

P_i = x_iL P_i⁰

Oznacza to, że cząstkowe ciśnienie pary substancji i w mieszaninie P_i jest równe ciśnieniu pary czystego składnika P_i⁰, (w tej samej temperaturze) razy jego ułamek molowy w fazie ciekłej, x_iL.

Mówiąc o tym prawie, odwołujemy się do typowych wykresów, takich jak ten:

Zdjęcie zaczerpnięte z UCR3

to proste graficzny Jest bardzo przydatny do szacowania cząstkowych prężności par, gdy substancja jest częścią mieszaniny, pozwala również opisać skład lotnych rozpuszczalników mieszaniny, w fazie gazowej oraz wiele innych Aplikacje.

Na każdym wykresie przedstawiono matematyczne wyrażenie prawa Raoulta dla składników mieszaniny A i B, w tym przypadku mieszaniny binarnej utworzonej przez dwie czyste substancje. Na osi odciętej obserwujemy ułamki molowe odpowiadające każdemu składnikowi (w fazie ciekłej), mając po lewej stronie większa ilość składnika B i proporcjonalnie mniejsza ilość składnika A, aż ułamek molowy składnika B wynosi 1, a składnika A wynosi 0. Natomiast po prawej stronie ułamek składnika A rośnie, aż do uzyskania samego składnika A (xA=1). Na osi rzędnych, odpowiednio, mamy prężności par czystych składników, czyli gdy tylko ma składnik A (xA=1) mamy prężność pary tego samego składnika i odwrotnie występuje na osi rzędnych lewy. W przejściu całkowite ciśnienie mieszaniny fazy gazowej nie odpowiada ciśnieniu par każdego ze składników. ale raczej do sumy ciśnienia cząstkowego jego składowych (prawo Daltona), przy czym każda z nich jest szacowana z prawa Raoulta.

Należy zauważyć, że pierwotne Prawo zawiera modyfikacje oparte na odchyleniach od ideału jego związków. Kiedy, w zależności od wchodzących w grę sił międzycząsteczkowych, zachodzą interakcje między nimi substancji, to generuje odchylenia, ponieważ będzie mniej więcej tendencja jednego z nich do pozostawania w fazie płynny czy nie.

Krótko mówiąc, gdy odchylenie jest ujemne od idealnego prawa Raoulta, siły międzycząsteczkowe w roztworze są większe niż w czystych składnikach, dlatego całkowite ciśnienie będzie mniejsze niż Szacowany. Oznacza to, że siły adhezji są silniejsze niż siły kohezyjne, co oznacza, że ​​składniki są zatrzymywane w fazie ciekłej mieszaniny siłami atrakcja większe niż w przypadku czystych płynów. Z drugiej strony, jeśli odchylenie jest dodatnie, ciśnienie całkowite będzie wyższe niż oszacowane, ponieważ siły międzycząsteczkowe w roztworze są mniejsze niż w czystych składnikach. Tutaj siły kohezji między cząsteczkami są ważniejsze niż siły adhezji, dlatego składniki mają łatwiejszy czas przejścia w fazę gazową.

Głównie prawo Raoulta jest stosowane w technikach przemysłowych i do: skala laboratorium, w procesach takich jak destylacja i destylacja frakcyjna.