Raoult se wet
Raoult se wet is van toepassing op vloeistof-damp sisteme wat in ewewig is. Dit bepaal dat die parsiële druk van elke komponent in die dampfase van 'n ideale mengsel van vloeistowwe gelyk is aan die dampdruk van die suiwer komponent vermenigvuldig met die molfraksie in die vloeistoffase.
Vir 'n enkele komponent in 'n ideale oplossing geld die volgende:
Waar twee vlugtige vloeistowwe A en B met mekaar gemeng word om 'n oplossing te vorm, bestaan die dampfase uit albei komponente van die oplossing. Sodra die komponente in die oplossing ewewig bereik het, kan die totale dampdruk van die oplossing bepaal word deur Raoult se wet te kombineer met Dalton se wet van parsiële druk om die volgende te geeː
- Dalton se wetː en
As 'n nie-vlugtige opgeloste stof (dampdruk = 0, baie min/geen verdamping) opgelos word om 'n ideale oplossing te vorm sal die dampdruk van die oplossing laer wees as die suiwer oplosmiddel. Die verlaging in die dampdruk sal direk eweredig wees aan die molfraksie van die opgeloste stof in die oplossing.
Waar:
|
In 'n grafiek is die parsiële drukke weer te gee deur twee regte lyne wat van 0 na die waarde van loop. Die helling het ook die waarde . Die totale druk is ook 'n regte lyn wat van na loop. Oplossings wat Raoult se wet gehoorsaam word ideale oplossings genoem. Oplossings is net dan ideaal as die twee komponente baie min in eienskappe van mekaar verskil.
Nie-ideale oplossings
[wysig | wysig bron]Die meeste oplossings wyk af van hierdie wet en die parsiële drukke sal nie Raoult se regte lyn volg nie. Maar selfs vir nie-ideale oplossings is Raoult se wet nog geldig vir die oplosmiddel (die meerderheidskomponent) van 'n voldoende verdunde oplossing. Vir die opgeloste stof (die minderheidskomponent) geld dan Henry se wet wat 'n regte lyn met 'n verskillende helling volg. By hogere konsentrasies verloor die wette hulle geldigheid.
Voorbeelde
[wysig | wysig bron]Voorbeeld 1
[wysig | wysig bron]Hierdie voorbeeld word op YouTube gevind.[1]
30 g glukose word opgelos in 500 ml water by 25 °C. Wat is die dampdruk van die oplossing?
- Volgens stoomtabelle is die dampdruk van water by 25 °C = 3.171 kPa(a)
- Digtheid van water = 1 g/ml
- Molmassa van water = 2(1) + 16 = 18 g/mol
- Glukose se chemiese formule = C6H12O6
- Molmassa van glukose = 6(12) + 12(1) + 6(16) = 180 g/mol
Omdat glukose nie vlugtig is nie, het ons hier te doen met 'n verdunde oplossing van nie-vlugtige opgeloste stowwe. Raoult se wet word dan soos volg gebruikː
Mass water = 500 ml × 1 g/ml = 500 g Mol water = 500 g ÷ 18 g/mol = 27.78 mol Mol glukose = 30 g ÷ 180 g/mol = 0.167
Molfraksie van die oplosmiddel:
Dampdruk van oplossing volgens Raoult se wet:
Voorbeeld 2
[wysig | wysig bron]40 g CaCl2 word opgelos in 600 mL water by 25 °C. Wat is die dampdruk van die oplossing?
- Volgens stoomtabelle is die dampdruk van water by 25 °C = 3.171 kPa(a)
- Digtheid van water = 1 g/ml
- Molmassa van water = 2(1) + 16 = 18 g/mol
- Molmassa van CaCl2 = 40 + 2(35.5) = 111 g/mol
Omdat CaCl2 nie vlugtig is nie, het ons hier te doen met 'n verdunde oplossing van nie-vlugtige opgeloste stowwe. Raoult se wet word dan soos volg gebruikː
Mass water = 600 ml × 1 g/ml ÷ 18 g/mol = 33.33 mol
CaCl2 los soos volg op in water:
CaCl2(s) → Ca2+ + 2Cl-
Daar is dus 3 mol ione per mol CaCl2
Dus, die totale hoeveelheid mol ione = 40 g ÷ 111 g/mol × 3 = 1.081
Molfraksie van die oplosmiddel:
Dampdruk van oplossing volgens Raoult se wet:
Voorbeeld 3
[wysig | wysig bron]Hierdie voorbeeld word op YouTube gevind.[2]
30 mL heptaan (C7H16) word gemeng met 50 mL tolueen (C7H8). Die digthede van heptaan en tolueen is 0.68 g/mL en 0.87 mL onderskeidelik. Die dampdruk van heptaan en tolueen by 20 °C is 5.3 kPa(a) en 2.8 kPa(a) onderskeidelik. (a) Wat is die molfraksie van elke komponent in die oplossing? (b) Wat is die parsiële druk van elke komponent bokant die oplossing? (c) Wat is die dampdruk van die oplossing? (d) Wat is die molfraksie van elke komponent in die dampfase?
(a) Molfraksies
Die molmassa van heptaan = 7(12) + 16(1) = 100 g/mol Die molmassa van tolueen = 7(12) + 8(1) = 92 g/mol
Hoeveelheid mol heptaan = 30 mL × 0.68 g/mL ÷ 100 g/mol = 0.204 mol
Hoeveelheid mol tolueen = 50 mL × 0.87 g/mL ÷ 92 g/mol = 0.473 mol
(b) Volgens Raoult se wet is die parsiële drukke die volgende:
(c) Die dampdruk van die oplossing
(d) Molfraksie in dampfase
Volgens Dalton se wet is:
Kyk ook
[wysig | wysig bron]Ander bronne
[wysig | wysig bron]- Raoult's Law - Vapor Pressure, Partial Pressure of Volatile Components & Mole Fraction In Vapor
- Raoult's Law With Example Problem (Youtube)