„Raoult“ įstatymas, kurį sudaro teigiami ir neigiami nukrypimai



The Raoult įstatymas Prancūzijos chemikas François-Marie Raoult pasiūlė 1887 m. ir padeda paaiškinti dviejų maišytinų medžiagų (paprastai idealios) tirpalo garų slėgio elgseną, priklausomai nuo kiekvieno komponento garų slėgio..

Yra chemijos įstatymų, kurie naudojami apibūdinant medžiagų elgseną skirtingomis sąlygomis ir paaiškinant reiškinius, kuriais jie dalyvauja, naudojant moksliškai pagrįstus matematinius modelius. Raoult įstatymas yra vienas iš jų.

Naudojant paaiškinimą, grindžiamą dujų (arba skysčių) molekulių sąveika, kad būtų galima prognozuoti garų slėgio elgesį, šis įstatymas naudojamas ne idealiems ar tikriems sprendimams tirti, su sąlyga, kad laikoma, kad būtini koeficientai ištaiso modelį matematinė ir pritaikyti ją netinkamoms sąlygoms.

Indeksas

  • 1 Ką sudaro??
  • 2 Teigiami ir neigiami nukrypimai
    • 2.1 Teigiami nukrypimai
    • 2.2 Neigiami nukrypimai
  • 3 Pavyzdžiai
    • 3.1 Bazinis mišinys
    • 3.2 Dvejetainis mišinys su nepastoviu tirpikliu
  • 4 Nuorodos

Ką ji sudaro??

„Raoult“ įstatymas grindžiamas prielaida, kad susiję sprendimai elgiasi idealiu būdu: taip atsitinka todėl, kad šis įstatymas grindžiamas idėja, kad skirtingų molekulių tarpusavio molekulinės jėgos yra tokios pačios kaip ir tarp panašių molekulių (kurios tai ne tokia sėkminga realybėje).

Iš tiesų, kuo artimesnis sprendimas yra idealumui, tuo daugiau galimybių ji turės laikytis šio įstatymo pasiūlytų savybių..

Šis įstatymas susijęs su tirpalo garų slėgiu su nelakiu tirpikliu, nurodant, kad jis bus lygus to gryno tirpalo garų slėgiui toje temperatūroje, padauginus iš jo molinės dalies. Tai išreiškiama matematiniais terminais vienam komponentui tokiu būdu:

Pi = Pºi . Xi

Šioje frazėje Pi yra lygus i komponento daliniam garų slėgiui dujų mišinyje, Pºi yra gryno komponento i ir X garų slėgisi yra komponento i molio frakcija mišinyje.

Panašiai, kai sprendime yra keli komponentai ir jie pasiekė pusiausvyros būseną, galite apskaičiuoti bendrą tirpalo garų slėgį, derindami Raoult įstatymą su Dalton's:

P = PºAXA + PºBXB + PºCXc...

Be to, tuose tirpaluose, kuriuose yra tik vienas tirpiklis ir tirpiklis, įstatymas gali būti suformuluotas taip, kaip parodyta toliau:

PA = (1-XB) x PºA

Teigiami ir neigiami nukrypimai

Sprendimai, kuriuos galima išnagrinėti pagal šį įstatymą, paprastai turėtų elgtis idealiai, nes jų molekulių tarpusavio sąveika yra nedidelė ir leidžia visais sprendimu be išimčių daryti tas pačias savybes..

Tačiau realybėje idealūs sprendimai beveik nėra, todėl į skaičiavimus, kurie atspindi intermolekulinę sąveiką, turi būti įtraukti du koeficientai. Tai fugacity koeficientas ir aktyvumo koeficientas.

Šia prasme nukrypimai nuo Raoult įstatymo yra apibrėžti kaip teigiami arba neigiami, atsižvelgiant į tuo metu gautus rezultatus.

Teigiami nukrypimai

Teigiami nukrypimai nuo Raoult įstatymo atsiranda tada, kai tirpalo garų slėgis yra didesnis nei apskaičiuotas pagal Raoult įstatymą.

Taip atsitinka, kai sanglaudos jėgos tarp panašių molekulių yra didesnės už tas pačias jėgas tarp skirtingų molekulių. Tokiu atveju abu komponentai lengviau išgaruoja.

Šis nuokrypis matomas garų slėgio kreivėje kaip didžiausias taškas konkrečioje kompozicijoje, sudarant teigiamą azeotropą.

Azeotropas yra dviejų ar daugiau cheminių junginių skystas mišinys, kuris elgiasi taip, tarsi jis būtų sudarytas iš vieno komponento ir išgaruoja nekeičiant kompozicijos.

Neigiami nukrypimai

Neigiami nukrypimai nuo „Raoult“ įstatymų atsiranda tada, kai mišinio garų slėgis yra mažesnis nei tikėtasi po įstatymo apskaičiavimo.

Šie nuokrypiai atsiranda, kai sanglaudos jėgos tarp mišinio molekulių yra didesnės už vidutinį jėgų tarp skysčių dalelių, esančių jų grynoje būsenoje, vidurkį.

Šio tipo nuokrypis sukuria kiekvieno komponento skysčio sulaikymą patraukliomis jėgomis, didesnėmis už cheminės medžiagos grynąsias būsenas, todėl sumažėja sistemos dalinis garų slėgis.

Neigiami azeotropai garų slėgio kreivėse atitinka minimalų tašką ir rodo dviejų ar daugiau mišinyje dalyvaujančių komponentų afinitetą..

Pavyzdžiai

Raoult įstatymas paprastai naudojamas apskaičiuoti tirpalo slėgį, remiantis jo tarpmolekulinėmis jėgomis, lyginant apskaičiuotas vertes su realiomis vertėmis, kad būtų galima daryti išvadą, ar yra kokių nors nukrypimų ir ar tai turėtų būti teigiama ar neigiama. Žemiau pateikiami du Raoult įstatymo naudojimo pavyzdžiai:

Pagrindinis mišinys

Šis mišinys, sudarytas iš propano ir butano, atitinka garų slėgio apytikslę, ir galime daryti prielaidą, kad abu komponentai jame yra lygiomis proporcijomis (50-50), esant 40 ° C temperatūrai:

Xpropanas = 0,5

Pºpropanas = 1352,1 kPa

Xbutanas = 0,5

Pºbutanas = 377,6 kPa

Jis apskaičiuojamas pagal Raoult įstatymą:

Pmišinys = (0,5 x 377,6 kPa) + (0,5 x 1352,1 kPa)

Taigi:

Pmišinys = 864,8 kPa

Dvejetainis mišinys su nepastoviu tirpikliu

Kartais atsitinka, kad mišinio tirpalas yra nepastovus, taigi įstatymas naudojamas suprasti garų slėgio elgesį.

Atsižvelgiant į vandens ir cukraus mišinį, atitinkamai 95% ir 5%, ir esant normalioms temperatūroms:

Xvanduo = 0,95

Pºvanduo = 2,34 kPa

Xcukraus = 0,05

Pºcukraus = 0 kPa

Jis apskaičiuojamas pagal Raoult įstatymą:

Pmišinys = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)

Taigi:

Pmišinys = 2,22 kPa

Akivaizdu, kad dėl tarpmolekulinių jėgų poveikio sumažėjo vandens garų slėgis.

Nuorodos

  1. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). „Raoult“ teisės apibrėžimas. Gauta iš thinkco.com
  2. ChemGuide. (s.f.). „Raoult“ įstatymas ir nepastovūs sprendimai. Gauta iš chemguide.co.uk
  3. „LibreTexts“. (s.f.). „Raoult“ įstatymas ir idealūs skysčių mišiniai. Gauta iš chem.libretexts.org
  4. Neutrumas. (s.f.). Raoult įstatymas. Gauta iš neutrium.net
  5. Vikipedija. (s.f.). Raoult įstatymas. Gauta iš en.wikipedia.org