Definiția legii Raoult

Candela Rocío Barbisan | feb. 2022
Inginer chimist

Poate că este necesar să redefinim conceptul de presiune a vaporilor, înțelegându-l ca presiunea exercitată de faza gazoasă asupra unei faze lichide (atât în Echilibru), la un anumit temperatura într-un sistem închis. Acest echilibru dinamic este atins mai repede cu cât suprafața de contact dintre faze este mai mare și, în această condiție, vorbim de faze saturate, atât vapori cât și lichid saturat.

Acest lege a pus una dintre bazele termodinamica în 1887 şi, în urma celui logică Din Legea lui Raoult, vedem că presiunea de vapori a unei substanțe scade în valoare atunci când aceasta trece de la pură la a face parte dintr-un amestec. Pe baza celor de mai sus, expresie Matematica este după cum urmează:

P_i = x_iL P_i⁰

Aceasta înseamnă că presiunea parțială de vapori a unei substanțe i într-un amestec, P_i, este egală cu presiunea de vapori a componentei pure, P_i⁰, (la aceeași temperatură) înmulțit cu fracția sa molară în faza lichidă, X_iL.

Când vorbim despre această lege, ne referim la grafice tipice ca acesta:

Imagine preluată de la UCR3

atât de simplu grafic Este foarte util pentru estimarea presiunilor parțiale de vapori atunci când o substanță face parte dintr-un amestec, ne permite, de asemenea, să descriem compoziția solvenților volatili ai unui amestec, în faza lui gazoasă, precum și multe altele. Aplicații.

Expresia matematică a Legii lui Raoult a fost indicată în fiecare grafic pentru componentele amestecului A și B, în acest caz, un amestec binar format din două substanțe pure. Pe axa absciselor observăm fracțiile molare corespunzătoare fiecărei componente (în fază lichidă), având în stânga cantitate mai mare de component B și, proporțional, cantitate mai mică de component A până când fracția molară a componentei B este 1 și cea a lui A este 0. În timp ce, în dreapta, fracția din componenta A crește, până când se obține doar componenta A (xA=1). Pe axa ordonatelor, respectiv, avem presiunile de vapori ale componentelor pure, adică atunci când numai are componenta A (xA=1) avem presiunea de vapori a aceleiași componente și, invers, apare pe axa ordonatelor stânga. În tranziție, presiunea totală a amestecului în fază gazoasă nu corespunde presiunii de vapori a fiecăruia dintre componente. ci mai degrabă la suma presiunii parțiale a componentelor sale (Legea lui Dalton), fiecare dintre ele fiind estimată din legea lui Raoult.

Trebuie remarcat faptul că Legea originală are modificări bazate pe abateri de la idealitatea compușilor săi. Când, în funcție de forțele intermoleculare care intră în joc, există interacțiuni între ambele substanțe, aceasta generează abateri, deoarece va exista mai mult sau mai puțin tendința ca una dintre ele să rămână în fază lichid sau nu.

Pe scurt, atunci când abaterea este negativă de la Legea ideală a lui Raoult, forțele intermoleculare în soluție sunt mai mari decât în ​​componentele pure, prin urmare, presiunea totală va fi mai mică decât Estimată. Aceasta înseamnă că forțele de lipire sunt mai puternice decât forțele de coeziune, ceea ce înseamnă că componentele sunt reținute în faza lichidă a amestecului prin forțe de atracţie mai mari decât cele ale lichidelor pure. Pe de altă parte, dacă abaterea este pozitivă, presiunea totală va fi mai mare decât cea estimată deoarece forțele intermoleculare din soluție sunt mai mici decât în ​​componentele pure. Aici, forțele de coeziune dintre molecule sunt mai importante decât forțele de adeziv, prin urmare, componentele trec mai ușor în faza gazoasă.

În principal, Legea lui Raoult este aplicată în tehnici industriale și pentru scară laborator, în procese precum distilarea și distilarea fracționată.