RAAUNT -principe en formulewetgeving, voorbeelden, oefeningen

De Rauolt's wet Het is er een die wordt gebruikt om de afdaling of redding van stoomdruk te verklaren, aanwezig op een oplossing, vanwege het oplossen van een niet -vluchtige opgeloste stof, zoals een zout of een organische verbinding.

Deze wet wordt ook gebruikt om de samenstelling van vluchtige oplosmiddelen in de gasfase te analyseren en te beschrijven, gelegen in de ruimte op een oplossing die een mengsel daarvan presenteert. De wet draagt ​​zijn naam ter ere van zijn maker, François-Marie Rauolt (1830-1901).

RAAUNT'S Law Diagrammen. Lijn 1 vertegenwoordigt het ideale gedrag, terwijl rood en blauw overeenkomen met respectievelijk positieve en negatieve afwijkingen. Bron: Joanna KośMider / Public Domain

De wet van Rauolt is van toepassing op ideale oplossingen die voldoen aan sommige kenmerken, waaronder het volgende: intermoleculaire krachten tussen gelijke moleculen (samenhangende krachten) moeten gelijk zijn aan intermoleculaire krachten tussen verschillende of ongelijksoortige moleculen (lijmkrachten).

Veel van de oplossingen zijn niet ideaal, wat de afwijkingen van de wet van Rauolt verklaart waargenomen in sommige mengsels van vluchtige oplosmiddelen. Bijvoorbeeld het chloroformmengsel (CH₃CL) en aceton (kies₃Bedekken₃), presenteert een negatieve afwijking van de wet van Raoul.

François-Marie Raault

De stoomdruk in de gasfase in dergelijke gevallen is minder dan de wettelijk voorspeld, verklaarbaar door de vorming van waterstofbruggen tussen de componenten van het mengsel.

[TOC]

Principe en formule

De wet van Rauolt geeft aan dat de gedeeltelijke stoomdruk die wordt uitgeoefend door een vluchtige component of oplosmiddel van het gasmengsel, boven de oplossing, gerelateerd is aan de stoomdruk die wordt uitgeoefend door de zuivere vluchtige component of oplosmiddel, en hun respectieve molaire fracties.

Kan u van dienst zijn: nepelometrie

De volgende vergelijking vat het bovenstaande samen:

P_SV = P_SVº · x_SV

Waar P_SV Het is de gedeeltelijke druk van het vluchtige oplosmiddel in het frisdrankmengsel, p_SVº De druk van het zuivere vluchtige oplosmiddel en x_SV de molaire fractie in de oplossing van het vluchtige oplosmiddel.

Mengsel van vluchtige oplosmiddelen

Als u een mengsel van twee vluchtige oplosmiddelen (a en b) in de oplossing heeft, kunt u de stoomdruk berekenen dat ze in de gasfase zijn, boven de oplossing. Dit zal een som zijn van de gedeeltelijke druk die wordt uitgeoefend door gassen A en B:

P_NAAR = X_NAAR  ·  P_NAARº

P_B = X_B · P_Bº

Dus het toevoegen van de druk van A en B krijgen we de totale P -druk:

P = x_NAAR  · P_NAARº +x_B · P_Bº

Waarbij p de stoomdruk is van het frisdrankmengsel bovenop de oplossing, x_NAAR en x_B De molaire fracties van de vluchtige oplosmiddelen A en B in het mengsel, en P_NAARº en P_Bº De dampdrukken van de zuivere vluchtige oplosmiddelen a en b.

Verminderde druk in de gasfase vanwege de aanwezigheid van een niet -vluchtige opgeloste stof

De partiële druk van een vluchtig oplosmiddel in de gasfase wordt gegeven door de uitdrukking:

P = P_NAARº · x_NAAR

In aanwezigheid van een opgeloste b in de oplossing wordt de molaire fractie van B als volgt uitgedrukt:

X_B = 1 -x_NAAR

Vervolgens wordt door eenvoudige wiskundige behandeling de uitdrukking bereikt:

Δp = p_NAARº · x_B  (1)

Waarbij AP de afname is van de gedeeltelijke druk van het oplosmiddel in de gasfase.

De wiskundige expressie (1) geeft de afname van de dampdruk van een oplosmiddel aan vanwege de aanwezigheid van een niet -vluchtige B -opgeloste stof. De afname van de dampdruk van oplosmiddelen is verklaard vanwege de locatie van B -moleculen van opgeloste stof op het oplossingoppervlak.

Het kan u van dienst zijn: carbonylgroep: kenmerken, eigenschappen, nomenclatuur, reactiviteit

De aanwezigheid van B -moleculen van opgeloste stof zou een afname van de concentratie van oplosmiddel A -moleculen op het oppervlak van de oplossing veroorzaken, waardoor de verdamping ervan wordt beperkt; En dus uitleggen, de afname van de stoomdruk in de gasfase.

Voorbeelden

De wet van Raault dient om de dampdruk van een vluchtige component van een oplossing te berekenen, zoals ethanol, benzeen, tolueen, ethaan, propaan, enz., In de ruimte op de oplossing.

Het kan worden gebruikt om de stoomdruk te berekenen die in de ruimte op een oplossing is gegenereerd, als gevolg van het mengsel van vluchtige vloeistoffen, hetzij benzeen en tolueen, ethaan en propaan, aceton en ethanol, enz.

Ook kunt u met deze wet bepalen wat de afname van de stoomdruk zal zijn als het bijvoorbeeld sucrose in het water zou oplossen, een niet -vluchtige opgeloste stof.

Opgeloste oefeningen

Oefening 1

Bereken de dampdruk van een voorbereide oplossing door 60 g natriumchloride (NaCl) op te lossen in 400 g water (h₂OF). Waterdampdruk (P_H2Oº) Een 37 ºC is 47,1 mmHg. Molecuulgewicht h₂O = 18 g/mol en molecuulgewicht NaCl = 58,5 g/mol.

We berekenen eerst de mol water en natriumchloride om hun molaire fracties te bepalen:

Mol H H₂O = gram h₂O / pm H₂OF

= 400 g / (18 g / mol)

= 22.22 mol

Mol NaCl = G van NaCl / PM NaCl

= 60 g / (58,5 g / mol)

= 1,03 mol

NaCl is een elektrolytische verbinding die dissocieert in NA⁺ + Klet^-. Daarom dissociëren 1,03 mol NaCl in 1,03 mol NA⁺ en 1,03 mol Cl^-.

Het kan u van dienst zijn: Maillard -reactie

We hebben de uitdrukking:

P_v = X_H2O · P_H2Oº

Daarom missen we de molaire fractie water:

X_H2O = Mol h h₂O / (mol van h₂O +mol na⁺   +   Mol Cl^-))

= 22.2 mol / 22.22 mol +1.03 mol +1.03 mol

= 0,896

En we berekenen p_v:

P_v  = 47,1 mmHg · 0.896

P_v  = 42,20 mmHg

De afname van de stoomdruk door de aanwezigheid van natriumchloride:

Δp_v = 47,1 mmHg - 42,20 mmHg

= 4,9 mmHg

Oefening 2

Bij een temperatuur van -100 ºC het ethaan (kies₃Ch₃) en het propaan (cho₃Ch₂Ch₃) Het zijn vloeistoffen. Bij die temperatuur, de dampdruk van zuiver ethaan (P_Etanoº) is 394 mmHg, terwijl de dampdruk van zuiver propaan (P_propaanº) is 22 mmHg. Wat zal de stoomdruk zijn op een oplossing die equimolaire hoeveelheden van beide verbindingen bevat?

De probleembenadering geeft aan dat de oplossing equimolaire hoeveelheden van de verbindingen bevat. Dit houdt in dat de molaire fractie van de verbinding en propaanverbindingen noodzakelijkerwijs gelijk is aan 0,5.

Nogmaals, de oplossing komt door de uitdrukking:

P_v  = P_Etano   +   P_propaan

We berekenen de gedeeltelijke druk van zowel ethaan als propaan:

P_Etano = P_Etanoº · x_Etano

= 394 mmHg · 0,5

  = 197 mmHg

P_propaan  = P_propaanº · x_propaan

= 22 mmHg · 0,5

= 11 mmHg

En dus berekenen we eindelijk p_v:

P_v  = P_Etano  +   P_propaan

= 197 mmHg +11 mmHg

= 208 mmHg

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Scheikunde. (8e ed.)). Cengage leren
2. Wikipedia. (2020). Rault's wet. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (11 februari 2020). De definitie van de wet van Rault in de chemie. Hersteld van: Thoughtco.com
4. Encyclopædia Britannica. (2020). Rault's wet. Hersteld van: Britannica.com
5. Clark J., Ly i., & Khan s. (18 mei 2020). Rault's wet. Chemistry Libhethexts. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg