Opredelitev Raoultovega zakona

Candela Rocío Barbisan | februarja 2022
Kemijski inženir

Morda bi bilo treba na novo definirati pojem parnega tlaka in ga razumeti kot tlak, ki ga plinasta faza izvaja na tekočo fazo (oboje v Ravnovesje), pri določenem temperaturo v zaprtem sistemu. To dinamično ravnovesje se doseže hitreje, čim večja je kontaktna površina med fazama in v tem stanju govorimo o nasičenih fazah, tako o pari kot o nasičeni tekočini.

tole zakon postavil enega od temeljev termodinamika leta 1887 in po logika Iz Raoultovega zakona vidimo, da se parni tlak snovi zmanjša, ko iz čiste postane del zmesi. Na podlagi zgoraj navedenega, izražanje Matematika tega je naslednja:

P_jaz = x_jazL P_jaz⁰

To pomeni, da je delni parni tlak snovi i v zmesi, P_i, enak parnemu tlaku čiste komponente P_jaz⁰, (pri isti temperaturi) pomnoženi njegov molski delež v tekoči fazi, x_jazL.

Ko govorimo o tem zakonu, se sklicujemo na tipične grafe, kot je ta:

Slika vzeta iz UCR3

to preprosto grafično Zelo uporaben je za ocenjevanje parcialnih tlakov, ko je snov del zmesi, omogoča tudi opis sestave hlapnih topil zmesi v njeni plinasti fazi in mnogih drugih Aplikacije.

Matematični izraz Raoultovega zakona je bil naveden v vsakem grafu za komponente zmesi A in B, v tem primeru binarna zmes, ki jo tvorita dve čisti snovi. Na abscisni osi opazujemo molske frakcije, ki ustrezajo vsaki komponenti (v tekoči fazi), ki imajo levo večja količina komponente B in sorazmerno manjša količina komponente A, dokler molarni delež komponente B ni enak 1 in delež A je 0. Medtem ko se na desni strani delež komponente A povečuje, dokler ne dobimo samo komponente A (xA=1). Na osi ordinat imamo parne tlake čistih komponent, torej ko je samo ima komponento A (xA=1), imamo parni tlak te iste komponente in, nasprotno, se pojavlja na ordinatni osi levo. Pri prehodu skupni tlak mešanice plinske faze ne ustreza parnemu tlaku vsake od komponent. temveč na vsoto parcialnih tlakov njegovih komponent (Daltonov zakon), pri čemer je vsaka od njih ocenjena na podlagi zakona Raoult.

Treba je opozoriti, da ima izvirni zakon spremembe, ki temeljijo na odstopanjih od idealnosti njegovih spojin. Ko, odvisno od medmolekularnih sil, ki nastopijo, pride do interakcij med obema snovi, to povzroča odstopanja, saj bo ena od njih bolj ali manj nagnjena, da ostane v fazi tekoče ali ne.

Skratka, ko je odstopanje negativno od Raoultovega idealnega zakona, medmolekularne sile v raztopini večji kot v čistih komponentah, zato bo skupni tlak manjši od Ocenjeno. To pomeni, da so adhezivne sile močnejše od kohezijskih sil, kar pomeni, da se komponente v tekoči fazi zmesi zadržijo s silami privlačnost večje kot pri čistih tekočinah. Po drugi strani pa bo, če je odstopanje pozitivno, skupni tlak višji od ocenjenega, saj so medmolekulske sile v raztopini nižje kot v čistih komponentah. Pri tem so kohezivne sile med molekulami pomembnejše od adhezivnih sil, zato komponente lažje prehajajo v plinsko fazo.

Večinoma se Raoultov zakon uporablja v industrijskih tehnikah in za lestvici laboratoriju, v procesih, kot sta destilacija in frakcijska destilacija.