Raoultov zákon
Z Wikipédie
Raoultov zákon vyjadruje vzťah medzi zložením kvapaliny a zložením pár nad ňou. Zákon odvodil francúzsky chemik Francois Marie Raoult.
Obsah |
Raoultov zákon hovorí, že parciálny tlak (pA) nasýtenej pary zložky A nad jej roztokom sa rovná tlaku nasýtenej pary zložky A nad čistým rozpúšťadlom (t.j. látka A) násobený molovým zlomkom látky A v roztoku (xA):
Zo vzťahu vyplýva, že medzi parciálnym tlakom zložky a molovým zlomkom tejto zložky platí priama úmernosť. Konštantou úmernosti je tlak , ktorý je pre každú látku charakteristický a jeho hodnota vyjadruje prchavosť danej zložky.
Priama úmernosť platí len pre ideálne roztoky, reálne roztoky vykazujú pozitívne aj negatívne odchýlky od Raoultovho zákona.
[úprava] Raoultov zákon pre dvojzložkovú sústavu
Tlak pár nad dvojzložkovým roztokom je tvorený dvoma parciálnymi tlakmi týchto zložiek. Pre zložku A platí:
a pre zložku B platí:
Celkový tlak pár nad roztokom je rovný súčtu parciálnych tlakov jednotlivých zložiek:
a po dosadení:
Keďže pre dvojzložkovú sústavu, musí pre molové zlomky platiť xB = 1 − xA, po dosadení a úprave dostaneme:
Táto rovnica je rovnicou priamky, ktorej smernicou je a kvocientom je . Dokazuje, že celkový tlak pár nad dvojzložkovou sústavou je lineárne závislý od jej zloženia. Matematicky sme v podstate sčítali dve rôznobežné priamky a výsledkom je opäť priamka.
Vieme, že molový zlomok (y) zložky v parách (t.j. plynnej fáze) je rovný podielu parciálneho tlaku zložky a celkového tlaku v sústave:
Tento vzťah však už ani v ideálnom roztoku nie je rovnicou priamky, ale krivky.
[úprava] Aplikácia Raoultovho zákona
Zo závislosti tlaku pár od zloženia kvapalnej aj plynnej fázy je vyplýva, že koncentrácia prchavejšej zložky je v plynnej fáze vyššia než v kvapalnej. Práve tento jav je základom separačných metód ako sú destilácia alebo rektifikácia.