Definitie van de wet van Raoult

Candela Rocio Barbisan | feb. 2022
Chemisch ingenieur

Misschien is het nodig om het concept dampdruk opnieuw te definiëren, en het te begrijpen als de druk die wordt uitgeoefend door de gasfase op een vloeibare fase (zowel in Balans), op een bepaald moment temperatuur- in een gesloten systeem. Dit dynamisch evenwicht wordt sneller bereikt naarmate het contactoppervlak tussen de fasen groter is en in deze toestand spreken we van verzadigde fasen, zowel damp als verzadigde vloeistof.

Deze wet legde een van de fundamenten van de thermodynamica in 1887 en, na de logica Uit de wet van Raoult zien we dat de dampdruk van een stof in waarde afneemt wanneer deze van puur naar onderdeel van een mengsel gaat. Op basis van het bovenstaande is de uitdrukking De wiskunde ervan is als volgt:

P_l = x_lL P_l⁰

Dit betekent dat de partiële dampdruk van een stof i in een mengsel, P_i, gelijk is aan de dampdruk van de zuivere component, P_l⁰, (bij dezelfde temperatuur) maal zijn molfractie in de vloeibare fase, x_lL.

Als we het over deze wet hebben, verwijzen we naar typische grafieken zoals deze:

Afbeelding genomen uit UCR3

zo simpel grafisch Het is erg handig voor het schatten van partiële dampdrukken wanneer een stof deel uitmaakt van een mengsel, het stelt ons ook in staat om de samenstelling van vluchtige oplosmiddelen van een mengsel te beschrijven, zowel in de gasfase als in vele andere Toepassingen.

De wiskundige uitdrukking van de wet van Raoult werd in elke grafiek aangegeven voor de componenten van het mengsel A en B, in dit geval een binair mengsel gevormd door twee zuivere stoffen. Op de as van de abscis zien we de molaire fracties die overeenkomen met elke component (in vloeibare fase), met naar links grotere hoeveelheid component B en, naar evenredigheid, kleinere hoeveelheid component A totdat de molaire fractie van component B 1 is en die van A is 0. Terwijl rechts de fractie van component A toeneemt, totdat alleen component A wordt verkregen (xA=1). Op de as van de ordinaat hebben we respectievelijk de dampdrukken van de zuivere componenten, dat wil zeggen, wanneer alleen heeft component A (xA=1) we hebben de dampdruk van diezelfde component en omgekeerd komt deze voor op de ordinaat-as van de links. Bij de overgang komt de totale druk van het gasfasemengsel niet overeen met de dampdruk van elk van de componenten. maar eerder tot de som van de partiële druk van zijn componenten (de wet van Dalton), die elk worden geschat op basis van de wet van Raoult.

Opgemerkt moet worden dat de oorspronkelijke wet wijzigingen heeft op basis van afwijkingen van de idealiteit van de verbindingen. Wanneer, afhankelijk van de intermoleculaire krachten die in het spel komen, er interacties zijn tussen beide stoffen, dit genereert afwijkingen, aangezien er een min of meer neiging van een van hen zal zijn om in fase te blijven vloeibaar of niet.

Kortom, wanneer de afwijking negatief is van de ideale wet van Raoult, zijn de intermoleculaire krachten in de oplossing groter zijn dan in de zuivere componenten, daarom zal de totale druk lager zijn dan de Geschatte. Dit betekent dat de adhesieve krachten sterker zijn dan de cohesieve krachten, wat inhoudt dat de componenten in de vloeibare fase van het mengsel worden vastgehouden door krachten van aantrekkingskracht groter dan die van zuivere vloeistoffen. Aan de andere kant, als de afwijking positief is, zal de totale druk hoger zijn dan de geschatte omdat de intermoleculaire krachten in de oplossing lager zijn dan in de zuivere componenten. Hier zijn de cohesiekrachten tussen moleculen belangrijker dan de adhesieve krachten, daarom gaan de componenten gemakkelijker in de gasfase.

De wet van Raoult wordt voornamelijk toegepast in industriële technieken en om schaal laboratorium, in processen zoals destillatie en gefractioneerde destillatie.