- ประกอบด้วยอะไรบ้าง?
- ความเบี่ยงเบนเชิงบวกและเชิงลบ
- ความเบี่ยงเบนเชิงบวก
- ค่าเบี่ยงเบนเชิงลบ
- ตัวอย่าง
- ผสมพื้นฐาน
- ส่วนผสมไบนารีกับตัวถูกละลายไม่ระเหย
- อ้างอิง
Raoultถูกเสนอโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศสFrançois-Marie Raoult ในปี 1887 และทำหน้าที่ในการอธิบายพฤติกรรมของความดันไอของการแก้ปัญหาของทั้งสอง (โดยทั่วไปเหมาะ) สารผสมกันไม่เป็นไปตามความดันไอบางส่วนของแต่ละองค์ประกอบ นำเสนอในสิ่งนี้
มีกฎของเคมีที่ใช้เพื่ออธิบายพฤติกรรมของสารภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันและอธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่พิสูจน์แล้วทางวิทยาศาสตร์ กฎของ Raoult เป็นหนึ่งในกฎเหล่านี้
François-Marie Raoult
การใช้คำอธิบายโดยอาศัยปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของก๊าซ (หรือของเหลว) เพื่อทำนายพฤติกรรมของแรงดันไอกฎหมายนี้ใช้เพื่อศึกษาวิธีแก้ปัญหาที่ไม่เป็นไปตามอุดมคติหรือจริงโดยมีการพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์ที่จำเป็นในการแก้ไขแบบจำลอง ทางคณิตศาสตร์และปรับให้เข้ากับเงื่อนไขที่ไม่เหมาะ
ประกอบด้วยอะไรบ้าง?
กฎของ Raoult ตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องมีพฤติกรรมในอุดมคติ: สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากกฎนี้ตั้งอยู่บนแนวคิดที่ว่าแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลต่าง ๆ มีค่าเท่ากับที่มีอยู่ระหว่างโมเลกุลที่คล้ายคลึงกัน (ซึ่ง ไม่ถูกต้องในความเป็นจริง)
ในความเป็นจริงยิ่งวิธีการแก้ปัญหาเข้าใกล้อุดมคติมากเท่าไหร่โอกาสก็จะยิ่งมีมากขึ้นในการปฏิบัติตามคุณลักษณะที่เสนอโดยกฎหมายนี้
กฎนี้เกี่ยวข้องกับความดันไอของสารละลายกับตัวทำละลายที่ไม่ระเหยโดยระบุว่าจะเท่ากับความดันไอของตัวถูกละลายบริสุทธิ์ที่อุณหภูมินั้นคูณด้วยเศษโมล สิ่งนี้แสดงในเงื่อนไขทางคณิตศาสตร์สำหรับองค์ประกอบเดียวดังนี้:
P i = Pº i . X ผม
ในนิพจน์นี้ P iเท่ากับความดันไอบางส่วนของส่วนประกอบ i ในส่วนผสมของก๊าซPº iคือความดันไอของส่วนประกอบบริสุทธิ์ i และ X iคือเศษส่วนโมลของส่วนประกอบ i ในส่วนผสม
ในทำนองเดียวกันเมื่อมีส่วนประกอบหลายอย่างในสารละลายและพวกมันเข้าสู่สภาวะสมดุลแล้วความดันไอทั้งหมดของสารละลายสามารถคำนวณได้โดยการรวมกฎของ Raoult กับ Dalton's:
P = Pº A X A + Pº B X B + Pº C X ค …
ในทำนองเดียวกันในสารละลายเหล่านั้นที่มีตัวถูกละลายเพียงตัวเดียวและตัวทำละลายสามารถกำหนดกฎได้ดังที่แสดงด้านล่าง:
P A = (1-X B ) x Pº A
ความเบี่ยงเบนเชิงบวกและเชิงลบ
โดยปกติวิธีแก้ปัญหาที่สามารถศึกษาได้ด้วยกฎหมายนี้ควรมีพฤติกรรมในทางที่ดีเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของมันมีขนาดเล็กและอนุญาตให้สันนิษฐานคุณสมบัติเดียวกันตลอดทั้งสารละลายโดยไม่มีข้อยกเว้น
อย่างไรก็ตามการแก้ปัญหาในอุดมคตินั้นแทบไม่มีอยู่จริงในความเป็นจริงดังนั้นจึงต้องรวมค่าสัมประสิทธิ์สองตัวในการคำนวณที่แสดงถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล นี่คือค่าสัมประสิทธิ์การหลบหนีและค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรม
ในแง่นี้การเบี่ยงเบนตามกฎของ Raoult ถูกกำหนดให้เป็นบวกหรือลบขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ได้ในเวลานั้น
ความเบี่ยงเบนเชิงบวก
การเบี่ยงเบนเชิงบวกเกี่ยวกับกฎของ Raoult เกิดขึ้นเมื่อความดันไอของสารละลายมากกว่าที่คำนวณด้วยกฎของ Raoult
สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อแรงร่วมกันระหว่างโมเลกุลที่คล้ายกันมีมากกว่าแรงเดียวกันระหว่างโมเลกุลต่างกัน ในกรณีนี้ส่วนประกอบทั้งสองจะกลายเป็นไอได้ง่ายขึ้น
ความเบี่ยงเบนนี้จะเห็นได้ในเส้นโค้งความดันไอเป็นจุดสูงสุดในองค์ประกอบหนึ่ง ๆ ทำให้เกิด azeotrope ที่เป็นบวก
azeotrope เป็นของเหลวผสมของสารประกอบทางเคมีสองชนิดขึ้นไปซึ่งทำหน้าที่ราวกับว่าประกอบด้วยส่วนประกอบเดียวและระเหยโดยไม่เปลี่ยนองค์ประกอบ
ค่าเบี่ยงเบนเชิงลบ
การเบี่ยงเบนเชิงลบตามกฎของ Raoult เกิดขึ้นเมื่อความดันไอของสารผสมต่ำกว่าที่คาดไว้หลังจากการคำนวณด้วยกฎหมาย
การเบี่ยงเบนเหล่านี้ปรากฏขึ้นเมื่อแรงร่วมกันระหว่างโมเลกุลของสารผสมมีค่ามากกว่าแรงเฉลี่ยระหว่างอนุภาคของของเหลวในสถานะบริสุทธิ์
การเบี่ยงเบนประเภทนี้ทำให้เกิดการกักเก็บของแต่ละองค์ประกอบในสถานะของเหลวโดยแรงดึงดูดที่มากกว่าสารที่อยู่ในสถานะบริสุทธิ์ดังนั้นความดันบางส่วนของไอในระบบจึงลดลง
azeotropes เชิงลบในเส้นโค้งความดันไอแสดงถึงจุดต่ำสุดและแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบสองส่วนหรือมากกว่าที่เกี่ยวข้องในส่วนผสม
ตัวอย่าง
กฎของ Raoult มักใช้ในการคำนวณความดันของสารละลายโดยอาศัยแรงระหว่างโมเลกุลเปรียบเทียบค่าที่คำนวณได้กับค่าจริงเพื่อสรุปว่ามีความเบี่ยงเบนหรือไม่และควรเป็นบวกหรือลบ ด้านล่างนี้เป็นสองตัวอย่างของการใช้กฎหมายของ Raoult:
ผสมพื้นฐาน
ส่วนผสมต่อไปนี้ประกอบด้วยโพรเพนและบิวเทนแสดงถึงการประมาณของความดันไอและเราสามารถสันนิษฐานได้ว่าพบส่วนประกอบทั้งสองในสัดส่วนที่เท่ากันภายใน (50-50) ที่อุณหภูมิ 40 ºC:
X โพรเพน = 0.5
Pº โพรเพน = 1352.1 กิโลปาสคาล
X บิวเทน = 0.5
Pº บิวเทน = 377.6 กิโลปาสคาล
คำนวณด้วยกฎของ Raoult:
ส่วนผสม P = (0.5 x 377.6 kPa) + (0.5 x 1352.1 kPa)
ดังนั้น:
ส่วนผสม P = 864.8 kPa
ส่วนผสมไบนารีกับตัวถูกละลายไม่ระเหย
บางครั้งมันเกิดขึ้นที่ตัวถูกละลายในส่วนผสมไม่ระเหยดังนั้นกฎหมายจึงใช้เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมของความดันไอ
ให้ส่วนผสมของน้ำและน้ำตาลในสัดส่วน 95% และ 5% ตามลำดับและภายใต้สภาวะอุณหภูมิปกติ:
X น้ำ = 0.95
น้ำ Pº = 2.34 kPa
X น้ำตาล = 0.05
Pº น้ำตาล = 0 kPa
คำนวณด้วยกฎของ Raoult:
ส่วนผสม P = (0.95 x 2.34 kPa) + (0.05 x 0 kPa)
ดังนั้น:
ส่วนผสม P = 2.22 kPa
เห็นได้ชัดว่ามีความดันไอของน้ำลดลงเนื่องจากผลของแรงระหว่างโมเลกุล
อ้างอิง
- Anne Marie Helmenstine, P. (nd). นิยามกฎหมายของ Raoult ดึงมาจาก thoughtco.com
- ChemGuide (เอสเอฟ) กฎหมายของ Raoult และตัวละลายที่ไม่ระเหย สืบค้นจาก chemguide.co.uk
- LibreTexts (เอสเอฟ) กฎของ Raoult และส่วนผสมของของเหลวในอุดมคติ สืบค้นจาก chem.libretexts.org
- Neutrium (เอสเอฟ) กฎของ Raoult ดึงมาจาก neutrium.net
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) กฎของ Raoult สืบค้นจาก en.wikipedia.org