的拉乌尔提出由法国化学家弗朗索瓦·玛丽·拉于1887年,并用来根据各组分的蒸气分压来解释两个(通常是理想的)不混溶的物质的溶液中的蒸汽压力的行为存在于此。
化学定律可用来描述物质在不同条件下的行为,并利用科学证明的数学模型来解释它们所涉及的现象。拉乌尔定律就是其中之一。
弗朗索瓦·玛丽·拉乌尔特
使用基于气体(或液体)分子之间相互作用的解释来预测蒸气压的行为,该定律用于研究非理想或实际解,只要考虑到校正模型所需的系数即可。数学并将其调整为非理想条件。
它由什么组成?
拉乌尔定律基于以下假设:所涉及的解以理想方式运行:发生这种情况是因为该定律基于这样的思想,即不同分子之间的分子间力等于存在于相似分子之间的分子间力。在现实中不太准确)。
实际上,越接近理想的解决方案,就越有机会遵守该法律提出的特征。
该定律将溶液的蒸气压与非挥发性溶质相关联,指出它将等于该纯溶质在该温度下的蒸气压乘以其摩尔分数。对于单个组件,这用数学术语表示,如下所示:
P 我 =Pº 我。X 我
在该公式P 我等于在气体混合物中组分i的蒸气分压,Pº 我是纯组分i的蒸气压,并且X 我是在混合物中组分i的摩尔分数。
以同样的方式,当溶液中有多个组分并且它们已经达到平衡状态时,可以通过将拉乌尔定律与道尔顿定律相结合来计算溶液的总蒸气压:
P =Pº 甲 X 甲 +Pº 乙 X 乙 +Pº ç X Ç…
同样,在仅存在一种溶质和溶剂的溶液中,定律可以如下所示:
P 甲 =(1-X 乙)×Pº 甲
正偏差和负偏差
可以用该定律研究的溶液通常应以理想的方式运行,因为它们的分子之间的相互作用很小,并且可以在整个溶液中毫无例外地假定相同的性质。
但是,实际上实际上不存在理想的解决方案,因此必须在表示分子间相互作用的计算中纳入两个系数。它们是逸度系数和活度系数。
从这个意义上讲,根据当时的结果,相对于拉乌尔定律的偏差定义为正或负。
正偏差
当溶液的蒸汽压大于用拉乌尔定律计算的蒸汽压时,相对于拉乌尔定律出现正偏差。
当相似分子之间的内聚力大于不同分子之间的相同力时,就会发生这种情况。在这种情况下,两种成分都更容易蒸发。
该偏差在蒸气压曲线中被视为特定组合物中的最高点,形成正共沸物。
共沸物是两种或更多种化合物的液体混合物,其行为就像是由单一组分组成,并且在不改变其组成的情况下蒸发。
负偏差
当混合物的蒸气压低于按定律计算后的预期值时,相对于拉乌尔定律就会出现负偏差。
当混合物分子之间的内聚力大于纯态液体颗粒之间的平均力时,就会出现这些偏差。
这种类型的偏差会通过比其纯态物质的吸引力大的吸引力将每种成分保持在液态,从而降低了系统中蒸气的分压。
蒸气压曲线中的负共沸物代表最小点,并且表明混合物中涉及的两种或更多种组分之间的亲和力。
例子
拉乌尔定律通常用于基于其分子间力来计算溶液的压力,将计算值与实际值进行比较以得出是否存在偏差以及应该为正还是负。以下是使用拉乌尔定律的两个示例:
基本搭配
以下由丙烷和丁烷组成的混合物代表了蒸气压的近似值,我们可以假设在40℃的温度下(50-50)两种组分的比例相等:
X 丙烷 = 0.5
Pº 丙烷 = 1352.1千帕
X 丁烷 = 0.5
P° 丁烷 = 377.6 kPa
它是根据拉乌尔定律计算的:
P 混合物 =(0.5 x 377.6 kPa)+(0.5 x 1352.1 kPa)
以便:
磷混合物 = 864.8 kPa
非挥发性溶质的二元混合物
有时,混合物中的溶质是非挥发性的,因此使用该定律来了解蒸气压的行为。
给定水和糖的比例分别为95%和5%,并且在常温条件下:
X 水 = 0.95
Pº 水 = 2.34 kPa
X 糖 = 0.05
Pº 糖 = 0千帕
它是根据拉乌尔定律计算的:
P 混合物 =(0.95 x 2.34 kPa)+(0.05 x 0 kPa)
以便:
磷混合物 = 2.22 kPa
显然,由于分子间力的作用,水的蒸汽压下降了。
参考文献
- Anne Marie Helmenstine,体育(中)。拉乌尔定律的定义。取自thoughtco.com
- 化学指南。(科幻)。拉乌尔定律和非易失性溶质。取自chemguide.co.uk
- LibreTexts。(科幻)。拉乌尔定律和理想的液体混合物。取自chem.libretexts.org
- 中性神经。(科幻)。拉乌尔定律。取自neutrium.net
- 维基百科。(科幻)。拉乌尔定律。取自en.wikipedia.org