RAOULT YASASI: NEDIR, OLUMLU VE OLUMSUZ SAPMALAR - KIMYA - 2025

Raoult 1887 Fransız kimyager Francois-Marie Raoult tarafından önerilen ve her bir bileşenin kısmi buhar basıncına göre iki (tipik ideal) karışmayan maddelerin solüsyonun buhar basıncının ve davranışını açıklamaya hizmet vermektedir bunda mevcut.

Maddelerin farklı koşullar altındaki davranışını tanımlamak ve dahil oldukları fenomeni açıklamak için kullanılan, bilimsel olarak kanıtlanmış matematiksel modellerden yararlanan kimya yasaları vardır. Raoult yasası bunlardan biridir.

François-Marie Raoult

Buhar basınçlarının davranışını tahmin etmek için gazların (veya sıvıların) molekülleri arasındaki etkileşimlere dayalı bir açıklama kullanan bu yasa, modeli düzeltmek için gerekli katsayıların dikkate alınması şartıyla ideal olmayan veya gerçek çözümleri incelemek için kullanılır. matematiksel ve ideal olmayan koşullara göre ayarlayın.

Ne içeriyor?

Raoult yasası, ilgili çözümlerin ideal bir şekilde davrandığı varsayımına dayanmaktadır: Bu, bu yasanın, farklı moleküller arasındaki moleküller arası kuvvetlerin benzer moleküller arasında var olanlara eşit olduğu fikrine dayandığı için meydana gelir. gerçekte o kadar doğru değil).

Aslında, bir çözüm idealliğe yaklaştıkça, bu yasanın önerdiği özelliklere uymak için daha fazla fırsata sahip olacaktır.

Bu yasa, bir çözeltinin buhar basıncını uçucu olmayan bir çözünen madde ile ilişkilendirir ve bu sıcaklıktaki bu saf çözünen maddenin buhar basıncının mol fraksiyonu ile çarpımına eşit olacağını belirtir. Bu, aşağıdaki gibi tek bir bileşen için matematiksel terimlerle ifade edilir:

P _ben = Pº _ben . X _ben

Bu sentezleme P'de _ı gaz karışımındaki bileşenin i kısmi buhar basıncına eşit olan, Pº _i saf bileşen i buhar basıncı ve X _i karışımında bileşen i molü fraksiyonudur.

Aynı şekilde, bir çözelti içinde birkaç bileşen olduğunda ve bunlar bir denge durumuna ulaştığında, çözeltinin toplam buhar basıncı, Raoult yasasını Dalton ile birleştirerek hesaplanabilir:

P = Pº _A X _A + Pº _B X _B + Pº _C X _c …

Aynı şekilde, yalnızca bir çözünen ve çözücünün mevcut olduğu çözümlerde, yasa aşağıda gösterildiği gibi formüle edilebilir:

P _A = (1-X _B ) x Pº _A

Olumlu ve olumsuz sapmalar

Bu yasa ile çalışılabilecek çözümler normalde ideal bir şekilde davranmalıdır, çünkü molekülleri arasındaki etkileşimler küçüktür ve istisnasız tüm çözüm boyunca aynı özelliklerin varsayılmasına izin verir.

Bununla birlikte, ideal çözümler gerçekte pratikte mevcut değildir, bu nedenle, moleküller arası etkileşimleri temsil eden hesaplamalara iki katsayı dahil edilmelidir. Bunlar fugasite katsayısı ve aktivite katsayısıdır.

Bu anlamda, Raoult yasasına göre sapmalar, o sırada elde edilen sonuçlara bağlı olarak pozitif veya negatif olarak tanımlanır.

Olumlu sapmalar

Raoult yasasına göre pozitif sapmalar, çözeltinin buhar basıncı Raoult yasası ile hesaplanandan daha büyük olduğunda meydana gelir.

Bu, benzer moleküller arasındaki kohezyon kuvvetleri, farklı moleküller arasındaki aynı kuvvetlerden daha büyük olduğunda gerçekleşir. Bu durumda, her iki bileşen de daha kolay buharlaşır.

Bu sapma, buhar basıncı eğrisinde belirli bir bileşimdeki maksimum nokta olarak görülür ve pozitif bir azeotrop oluşturur.

Azeotrop, tek bir bileşenden yapılmış gibi davranan ve bileşimini değiştirmeden buharlaşan iki veya daha fazla kimyasal bileşiğin sıvı bir karışımıdır.

Negatif sapmalar

Raoult yasasına göre negatif sapmalar, kanuna göre hesaplandıktan sonra karışımın buhar basıncı beklenenden daha düşük olduğunda meydana gelir.

Bu sapmalar, karışımın molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetleri, saf haldeki sıvı partikülleri arasındaki ortalama kuvvetlerden daha büyük olduğunda ortaya çıkar.

Bu tür bir sapma, saf haldeki maddeninkinden daha büyük çekici kuvvetlerle her bir bileşenin sıvı halinde tutulmasına neden olur, bu nedenle sistemdeki buharın kısmi basıncı azalır.

Buhar basıncı eğrilerindeki negatif azeotroplar minimum bir noktayı temsil eder ve karışımda yer alan iki veya daha fazla bileşen arasında bir afinite gösterir.

Örnekler

Raoult yasası genellikle bir çözümün basıncını moleküller arası kuvvetlere dayanarak hesaplamak için kullanılır, hesaplanan değerleri gerçek değerlerle karşılaştırarak herhangi bir sapma olup olmadığı ve pozitif veya negatif olması gerektiği sonucuna varır. Aşağıda Raoult yasasının kullanımına ilişkin iki örnek verilmiştir:

Temel karışım

Propan ve butandan oluşan aşağıdaki karışım, buhar basıncının yaklaşık bir değerini temsil eder ve her iki bileşenin de 40 ° C'lik bir sıcaklıkta kendi içinde eşit oranlarda (50-50) bulunduğunu varsayabiliriz:

X _propan = 0.5

Pº _propan = 1352,1 kPa

X _bütan = 0.5

Pº _bütan = 377,6 kPa

Raoult yasası ile hesaplanır:

P _karışımı = (0,5 x 377,6 kPa) + (0,5 x 1352,1 kPa)

Böylece:

P _karışımı = 864,8 kPa

Uçucu olmayan çözünen ile ikili karışım

Bazen karışımdaki çözünen maddenin uçucu olmadığı görülür, bu nedenle yasa buhar basıncının davranışını anlamak için kullanılır.

Sırasıyla% 95 ve% 5 oranlarında ve normal sıcaklık koşullarında su ve şeker karışımı verildiğinde:

X _su = 0.95

Pº _su = 2,34 kPa

X _şeker = 0.05

Pº _şeker = 0 kPa

Raoult yasası ile hesaplanır:

P _karışımı = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)

Böylece:

P _karışımı = 2,22 kPa

Açıkça, moleküller arası kuvvetlerin etkilerine bağlı olarak suyun buhar basıncında bir düşüş olmuştur.

Referanslar

1. Anne Marie Helmenstine, P. (nd). Raoult Yasası Tanımı. Thinkco.com'dan alındı
2. ChemGuide. (Sf). Raoult Yasası ve Uçucu Olmayan Çözücüler. Chemguide.co.uk adresinden kurtarıldı
3. LibreTexts. (Sf). Raoult Yasası ve İdeal Sıvı Karışımları. Chem.libretexts.org'dan alındı
4. Neutrium. (Sf). Raoult Yasası. Neutrium.net'ten alındı
5. Vikipedi. (Sf). Raoult Yasası. En.wikipedia.org adresinden alındı