Тоноскопический закон Рауля

Рассмотрим двухкомпонентный раствор, свойства которого близки к идеальному, что означает, что между компонентами раствора практически отсутствует взаимодействие. Он содержит определенное количество растворителя и растворенного вещества. Их соотношение определяется концентрацией раствора. Пусть растворитель - летучее вещество, а растворенное – нелетучее. Выразим состав раствора в молярных долях. Тоноскопический закон Рауля - student2.ru - молярная доля растворителя, а Тоноскопический закон Рауля - student2.ru - молярная доля растворенного вещества (безразмерная величины). Тоноскопический закон Рауля - student2.ru + Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = 1. Молярная доля ( Тоноскопический закон Рауля - student2.ru ) представляет собой отношение количества какого-то вещества к общему количеству вещества: Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru .

Жидкость испаряется, поэтому над раствором всегда существует насыщенный пар. Его давление зависит от природы жидкости и условий, при которых происходит испарение.

Равновесное состояние между жидкостью и паром характеризуется давлением насыщенного пара.

Общее давление Тоноскопический закон Рауля - student2.ru насыщенного пара над раствором слагается из давления пара р1, растворителя и р2, давления растворенного вещества. Давления р1 и р2 называются парциальными. Общее давление в системе в соответствии с законом Дальтона представляет собой их сумму Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = р1+ р2.

Величина парциального давления определяется молярной долей компонента в растворе. Парциальное давление растворителя определяется произведением давления насыщенного пара над растворителем, умноженным на его молярную долю.

Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru Тоноскопический закон Рауля - student2.ru(1)

Поскольку в рассматриваемом случае растворенное вещество нелетучее, то соответствующее выражение для растворенного вещества

р2 = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru Тоноскопический закон Рауля - student2.ru(2)

обращается в ноль. Общее давление в системе определяется произведением Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru Тоноскопический закон Рауля - student2.ru ,

где Тоноскопический закон Рауля - student2.ru -давление насыщенного пара над чистым растворителем.

Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = 1– Тоноскопический закон Рауля - student2.ru ,

поэтому уравнение (2) можно переписать:

Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru (1– Тоноскопический закон Рауля - student2.ru ) (3)

Общее давление над раствором определятся парциальным давлением растворителя, летучего компонента раствора.

Из уравнения (1) следует, что давление насыщенного пара над раствором будет ниже, чем давление над чистым растворителем. Понижение давления будет тем значительнее, чем больше введено в раствор растворенного вещества.

Первая формулировка тоноскопического закона Рауля:

Давление насыщенного пара над раствором равно его давлению над чистым растворителем, умноженному на молярную долю растворителя:

Тоноскопический закон Рауля - student2.ru .

Понижение давления пара определяется разностью Тоноскопический закон Рауля - student2.ru и Тоноскопический закон Рауля - student2.ru , давлением насыщенного пара над чистым растворителем и раствором.

Тоноскопический закон Рауля - student2.ru (4)

Поскольку Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru (1– Тоноскопический закон Рауля - student2.ru ), то можно записать, что

Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru Тоноскопический закон Рауля - student2.ru . (5)

Отсюда следует, что относительное понижение давления насыщенного пара

Тоноскопический закон Рауля - student2.ru = Тоноскопический закон Рауля - student2.ru . (6)

Вторая формулировка тоноскопического закона Рауля:

Относительное понижение давления насыщенного пара раствора нелетучего вещества равно молярной доле растворенного вещества.

Наши рекомендации