Топоскопический закон Рауля
Одним из важнейших термодинамических свойств чистых жидкостей и растворов является давление насыщенного пара.
Рассмотрим процесс испарения чистой жидкости (
) в закрытом сосуде. Молекулы жидкости перемещаются хаотически с различными скоростями и те из них, которые оказываются у поверхности и движутся вверх за счет своей кинетической энергии могут преодолеть силы межмолекулярного взаимодействия и перейти в газовую фазу. Постепенно накапливающиеся в пространстве над жидкостью молекулы, перемещаясь хаотически, ударяются о поверхность воды и могут поглощаться ею, т.е. происходит процесс конденсации пара.
По истечении некоторого времени наступает состояние равновесия между процессом испарения и конденсации воды. Пар находящийся в равновесии с жидкостью называется насыщенным и характеризуется давлением насыщенного пара. Эта величина не зависит от количества пара и жидкости, от наличия и количества газа, инертного по отношению к пару, а зависит только от температуры.
Рис. 3. Схема испарения чистого растворителя А () (а) и растворителя () из раствора, содержащего нелетучего вещество В (б).
Константа равновесия процесса испарения чистого растворителя (а) численно равна парциальному давлению насыщенного пара при данной температуре. Например, для воды
При растворении нелетучего вещества (В) в веществе (А) число молекул (А) в единице объема уменьшается, а значит, снижается и их число на единице поверхности испаряющейся жидкости (б).
Равновесие процесса испарения в такой системе можно описать посредством следующего уравнения:
Поскольку выражения (11) и (12) относятся к одной температуре, то К = К и следовательно 
или в общем случае 
где 
— давление насыщенного пара чистого растворителя, кПа;
— давление насыщенного пара растворителя над раствором, кПа;
— молярная доля растворителя.
Уравнение (3) является математическим выражением тоноскопи-ческого закона Рауля: парциальное давление насыщенного пара растворителя над раствором прямо пропорционально его молярной доле.
Поскольку растворенное вещество ( В ) не летуче, то 
и
и с учетом 
получаем
— или для воды 
Полученное выражение (5) является другой формулировкой закона Рауля: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над идеальным раствором равно молярной доле растворенного вещества.
Рис. 4. Диаграмма состояния воды и водного раствора нелетучего вещества.
Рассмотрим пример:
Определить давление насыщенного пара над 1,0% раствором карбамида 
при 298К, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 2,34 кПа.
где:
Р — давление насыщенного пара растворения над раствором, кПа;
— давление пара чистого растворителя, кПа;
— молярная доля растворителя ()-,
— количество воды, моль.
п
— количество карбамида, моль
Возьмем 100 г раствора, тогда масса 
равна 1 г, а масса 
— 100 — I = 99 г, тогда
Давление насыщенного пара над 1% раствором составляет 2,33 кПа.
Эта теория взята со страницы помощи по химии:
Возможно эти страницы вам помогут:
| Методы умягчения воды в химии |
| Диаграмма состояния воды в химии |
| Эбуллиоскопический закон |
| Криоскопический закон |
