RAOULTS LAG: VAD ÄR DET, POSITIVA OCH NEGATIVA AVVIKELSER - KEMI - 2026

Den Raoult föreslogs av den franska kemisten François-Marie Raoult i 1887, och tjänar till att förklara beteendet av ångtrycket av en lösning av två (typiskt ideal) oblandbara substanser enligt den partiella ångtrycket av varje komponent närvarande i detta.

Det finns kemilagar som används för att beskriva ämnets beteende under olika förhållanden och förklara de fenomen som de är involverade genom att använda vetenskapligt beprövade matematiska modeller. Raoults lag är en av dessa.

François-Marie Raoult

Med hjälp av en förklaring baserad på interaktioner mellan molekylerna i gaser (eller vätskor) för att förutsäga uppträdandet av ångtryck används denna lag för att studera icke-idealiska eller verkliga lösningar, förutsatt att koefficienterna som är nödvändiga för att korrigera modellen beaktas. matematisk och anpassa den till icke-ideala förhållanden.

Vad består det av?

Raoults lag bygger på antagandet att lösningarna involverar uppträder på ett idealiskt sätt: detta händer eftersom denna lag bygger på idén att de intermolekylära krafterna mellan olika molekyler är lika med de som finns mellan liknande molekyler (som inte så exakt i verkligheten).

Ju närmare en lösning närmar sig idealet, desto större möjlighet kommer det att ha att uppfylla de egenskaper som föreslås i denna lag.

Denna lag hänför sig ångtrycket för en lösning med ett icke-flyktigt lösta ämne och säger att det kommer att vara lika med ångtrycket för det rena lösta ämnet vid den temperaturen multiplicerat med dess molfraktion. Detta uttrycks i matematiska termer för en enda komponent enligt följande:

P _i = Pº _i . X _i

I detta uttryck P _i är lika med det partiella ångtrycket för beståndsdelen i gasblandningen, Pº _i är ångtrycket för ren komponent i, och X _i är molfraktionen av komponent i blandningen.

På samma sätt, när det finns flera komponenter i en lösning och de har nått ett jämviktstillstånd, kan lösningens totala ångtryck beräknas genom att kombinera Raoults lag med Dalton:

P = Pº _A X _A + Pº _B X _B + Pº _C X _c …

På samma sätt kan lagen formuleras enligt de nedan angivna lösningarna där endast ett löst ämne och lösningsmedlet finns.

P _A = (1-X _B ) x Pº _A

Positiva och negativa avvikelser

Lösningarna som kan studeras med denna lag bör normalt uppträda på ett idealiskt sätt, eftersom interaktionerna mellan deras molekyler är små och gör att samma egenskaper kan antas i hela lösningen utan undantag.

Emellertid är idealiska lösningar praktiskt taget obefintliga i verkligheten, så två koefficienter måste integreras i beräkningarna som representerar intermolekylära interaktioner. Dessa är flyktighetskoefficienten och aktivitetskoefficienten.

I denna mening definieras avvikelser med avseende på Raoults lag som positiva eller negativa, beroende på de resultat som erhållits vid den tiden.

Positiva avvikelser

Positiva avvikelser avseende Raoults lag uppstår när lösningens ångtryck är större än det som beräknats med Raoults lag.

Detta händer när sammanhållningskrafterna mellan liknande molekyler är större än samma krafter mellan olika molekyler. I detta fall förångas båda komponenterna lättare.

Denna avvikelse ses i ångtryckskurvan som en maximal punkt i en speciell komposition och bildar en positiv azeotrop.

Azeotroppen är en flytande blandning av två eller flera kemiska föreningar som uppträder som om den består av en enda komponent och som förångas utan att ändra dess sammansättning.

Negativa avvikelser

Negativa avvikelser avseende Raoults lag uppstår när blandningens ångtryck är lägre än väntat efter beräkning med lagen.

Dessa avvikelser uppträder när sammanhållningskrafterna mellan blandningens molekyler är större än medelkrafterna mellan vätskornas partiklar i deras rena tillstånd.

Denna typ av avvikelse genererar en kvarhållning av varje komponent i dess flytande tillstånd av attraktiva krafter som är större än ämnets i sitt rena tillstånd, så att ångtrycket i systemet reduceras.

De negativa azeotropema i ångtryckkurvorna representerar en minimipunkt och visar en affinitet mellan de två eller flera komponenter som är involverade i blandningen.

exempel

Raoults lag används ofta för att beräkna trycket på en lösning baserat på dess intermolekylära krafter, jämför de beräknade värdena med verkliga värden för att dra slutsatsen om det finns någon avvikelse och om den ska vara positiv eller negativ. Nedan följer två exempel på användningar av Raoults lag:

Grundläggande mix

Följande blandning, som består av propan och butan, representerar en approximation av ångtrycket, och vi kan anta att båda komponenterna finns i lika stora andelar inom det (50-50), vid en temperatur på 40 ºC:

X _propan = 0,5

Pº _propan = 1352,1 kPa

X _butan = 0,5

Pº _butan = 377,6 kPa

Det beräknas med Raoults lag:

P- _blandning = (0,5 x 377,6 kPa) + (0,5 x 1352,1 kPa)

Så att:

P- _blandning = 864,8 kPa

Binär blandning med icke-flyktig lösning

Ibland händer det att det lösta ämnet i blandningen är icke-flyktigt, så lagen används för att förstå ångtryckets beteende.

Med tanke på en blandning av vatten och socker i andelar av 95% respektive 5% och under normala temperaturförhållanden:

X _vatten = 0,95

Pº _vatten = 2,34 kPa

X- _socker = 0,05

Pº _socker = 0 kPa

Det beräknas med Raoults lag:

P- _blandning = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)

Så att:

P- _blandning = 2,22 kPa

Det har uppenbarligen förekommit en fördjupning i vattnets ångtryck på grund av effekterna av intermolekylära krafter.

referenser

1. Anne Marie Helmenstine, P. (nd). Raoults lagdefinition. Hämtad från thoughtco.com
2. ChemGuide. (Sf). Raoults lag och icke-flyktiga lösningar. Hämtad från chemguide.co.uk
3. LibreTexts. (Sf). Raoults lag och idealiska blandningar av vätskor. Hämtad från chem.libretexts.org
4. Neutrium. (Sf). Raoults lag. Hämtad från neutrium.net
5. Wikipedia. (Sf). Raoults lag. Hämtad från en.wikipedia.org