Gegründet von François-Marie Raoult 1882, den Gesetzstaaten von Raoult:

Der:The-Dampf-Druck einer idealen Lösung ist vom Dampf-Druck jedes chemischen Bestandteils und dem Maulwurf-Bruchteil der Teilgegenwart in der Lösung abhängig.

Sobald die Bestandteile in der Lösung Gleichgewicht erreicht haben, ist der Gesamtdampf-Druck p der Lösung:

:

und der individuelle Dampf-Druck für jeden Bestandteil ist

:wo

:p ist der teilweise Druck des Bestandteils i in der Mischung (in der Lösung)

:p * ist der Dampf-Druck des reinen Bestandteils i

:x ist der Maulwurf-Bruchteil des Bestandteils i in der Mischung (in der Lösung)

Folglich, als die Zahl von Bestandteilen in einer Lösung, die individuelle Dampf-Druck-Abnahme, seit dem Maulwurf-Bruchteil jedes Bestandteils Abnahmen mit jedem zusätzlichen Bestandteil zunimmt. Wenn ein reiner solute, der Nulldampf-Druck hat (wird es nicht verdampfen), in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, wird der Dampf-Druck der Endlösung niedriger sein als dieses des reinen Lösungsmittels.

Dieses Gesetz ist nur unter der Annahme ausschließlich gültig, dass die chemischen Wechselwirkungen zwischen den zwei Flüssigkeiten dem Abbinden innerhalb der Flüssigkeiten gleich sind: die Bedingungen einer idealen Lösung. Deshalb erlaubt das Vergleichen wirklichen gemessenen Dampf-Drucks zu vorausgesagten Werten aus dem Gesetz von Raoult Information über die Verhältniskraft des Abbindens zwischen Flüssigkeiten, erhalten zu werden. Wenn der gemessene Wert des Dampf-Drucks weniger ist als der vorausgesagte Wert, haben weniger Moleküle die Lösung verlassen als erwartet. Das wird zur Kraft des Abbindens zwischen den Flüssigkeiten hingestellt, die größer sind als das Abbinden innerhalb der individuellen Flüssigkeiten, so haben weniger Moleküle genug Energie, die Lösung zu verlassen. Umgekehrt, wenn der Dampf-Druck größer ist als der vorausgesagte Wert, haben mehr Moleküle die Lösung verlassen als erwartet, wegen des Abbindens zwischen den Flüssigkeiten, die weniger stark sind als das Abbinden innerhalb jedes.

Der Dampf-Druck und die Zusammensetzung im Gleichgewicht mit einer Lösung können wertvolle Information bezüglich der thermodynamischen Eigenschaften der beteiligten Flüssigkeiten nachgeben. Das Gesetz von Raoult verbindet den Dampf-Druck von Bestandteilen zur Zusammensetzung der Lösung. Das Gesetz nimmt ideales Verhalten an. Es gibt ein einfaches Bild der Situation, wie das ideale Gasgesetz tut. Das ideale Gasgesetz ist als ein Begrenzungsgesetz sehr nützlich. Als die interaktiven Kräfte zwischen Molekülen und dem Volumen der Moleküle nähert sich Null, so nähert sich das Verhalten von Benzin dem Verhalten des idealen Benzins.

Das Gesetz von Raoult ist darin ähnlich es nimmt an, dass die physikalischen Eigenschaften der Bestandteile identisch sind. Je ähnlicher die Bestandteile, desto mehr ihre Verhaltensannäherungen der beschrieben durch das Gesetz von Raoult sind. Zum Beispiel, wenn sich die zwei Bestandteile nur im isotopic Inhalt unterscheiden, dann wird der Dampf-Druck jedes Bestandteils dem Dampf-Druck der reinen Substanz-Zeiten der Maulwurf-Bruchteil in der Lösung gleich sein. Das ist das Gesetz von Raoult.

Mit dem Beispiel einer Lösung von zwei Flüssigkeiten, A und B, wenn kein anderes Benzin da ist, dann ist der Gesamtdampf-Druck p über der Lösung der belasteten Summe des "reinen" Dampf-Drucks der zwei Bestandteile, p und p gleich. So würde der Gesamtdruck über der Lösung von A und B sein

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Abstammung

Wir definieren eine ideale Lösung als eine Lösung, für die das chemische Potenzial des Bestandteils ist:

:

wo µ* das chemische Potenzial von reinen ich ist.

Wenn das System am Gleichgewicht ist, dann das chemische Potenzial des Bestandteils muss ich dasselbe in der flüssigen Lösung und im Dampf darüber sein. Das, ist

:

Das Annehmen von der Flüssigkeit ist eine ideale Lösung und das Verwenden der Formel für das chemische Potenzial eines Benzins, gibt:

:</Mathematik>

wo ƒ der fugacity des Dampfs dessen ist und Bezugsstaat anzeigt.

Die entsprechende Gleichung für den reinen im Gleichgewicht mit seinem (reinen) Dampf ist:

:</Mathematik>

wo * den reinen Bestandteil anzeigt.

Das Abziehen beider Gleichungen gibt uns

:

der zu umordnet

:

Der fugacities kann durch den einfachen Druck ersetzt werden, wenn sich der Dampf der Lösung ideal benimmt d. h.

:

der das Gesetz von Raoult ist.

Das ideale Mischen

Wie man

sagen kann, folgt eine ideale Lösung dem Gesetz von Raoult, aber es muss beachtet werden, dass in den Ideal-Lösungen des strengen Sinnes nicht bestehen. Die Tatsache, dass der Dampf genommen wird, um ideal zu sein, ist meist unserer Sorgen. Wechselwirkungen zwischen Gasmolekülen sind besonders normalerweise ziemlich klein, wenn der Dampf-Druck niedrig ist. Die Wechselwirkungen in einer Flüssigkeit sind jedoch sehr stark. Für eine Lösung, ideal zu sein, müssen wir annehmen, dass es nicht von Bedeutung ist, ob ein Molekül A einen anderen als Nachbar oder ein B Molekül hat. Das ist nur ungefähr wahr, wenn die zwei Arten fast chemisch identisch sind. Wir können dass davon sehen, den Gibbs als freie Energieänderung des Mischens zu betrachten:

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Das ist immer negativ, so vermischend ist unwillkürlich. Jedoch ist der Ausdruck, abgesondert von einem Faktor-T, gleich dem Wärmegewicht des Mischens. Das verlässt kein Zimmer überhaupt für eine enthalpy Wirkung und deutet an, dass ΔH der Null gleich sein muss und das nur sein kann, wenn die Wechselwirkungen U zwischen den Molekülen gleichgültig sind.

Kann mit der Gleichung von Gibbs-Duhem gezeigt werden, dass, wenn das Gesetz von Raoult die komplette Konzentrationsreihe x = 0-1 in einer binären Lösung dann für den zweiten Bestandteil verschiebt, dasselbe auch halten muss.

Wenn die Abweichungen von ideality nicht zu stark sind, wird das Gesetz von Raoult noch in einer schmalen Konzentrationsreihe gültig sein, wenn es sich x = 1 für die Majoritätsphase (das Lösungsmittel) nähern wird. Der solute wird auch ein geradliniges Begrenzungsgesetz, aber mit einem verschiedenen Koeffizienten zeigen. Dieses Gesetz ist als das Gesetz von Henry bekannt.

Die Anwesenheit dieser beschränkten geradlinigen Regime ist in einer großen Zahl von Fällen experimentell nachgeprüft worden.

In einem vollkommen idealen System, wo idealer flüssiger und idealer Dampf angenommen werden, erscheint eine sehr nützliche Gleichung, wenn das Gesetz von Raoult mit dem Gesetz von Dalton verbunden wird.

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Das nichtideale Mischen

Das Gesetz von Raoult kann an nichtideale Lösungen durch das Verbinden von zwei Faktoren angepasst werden, die für die Wechselwirkungen zwischen Molekülen von verschiedenen Substanzen verantwortlich sein werden. Der erste Faktor ist eine Korrektur für Benzin non-ideality oder Abweichungen aus dem Ideal-Gasgesetz. Es wird den fugacity Koeffizienten genannt. Das zweite, der Tätigkeitskoeffizient , ist eine Korrektur für Wechselwirkungen in der flüssigen Phase zwischen den verschiedenen Molekülen.

Das Gesetz dieses modifizierten oder verlängerten Raoults wird dann geschrieben:

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Echte Lösungen

Viele Paare von Flüssigkeiten sind anwesend, in dem es keine Gleichförmigkeit von attraktiven Kräften gibt d. h. die klebenden und zusammenhaltenden Anziehungskräfte zwischen den zwei Flüssigkeiten nicht gleichförmig sind, so dass sie Abweichung aus dem Gesetz von Raoult zeigen, das nur auf ideale Lösungen angewandt wird.

Negative Abweichung

Wenn klebende Kräfte zwischen Molekülen von A und B größer sind als die zusammenhaltende Kraft zwischen A und A, oder B und B, dann ist der Dampf-Druck der Lösung weniger als der erwartete Dampf-Druck aus dem Gesetz von Raoult. Das wird eine negative Abweichung aus dem Gesetz von Raoult genannt. Diese zusammenhaltenden Kräfte werden nicht nur durch die Verdünnung sondern auch Anziehungskraft zwischen zwei Molekülen durch die Bildung von Wasserstoffobligationen vermindert. Das wird weiter die Tendenz von A und B reduzieren, um zu flüchten. Zum Beispiel zeigen Chloroform und Azeton solch eine Anziehungskraft durch eine starke Dipoldipol-Wechselwirkung.

Positive Abweichung

Wenn die zusammenhaltenden Kräfte zwischen ähnlichen Molekülen größer sind, als die klebenden Kräfte, die Unähnlichkeiten der Widersprüchlichkeit oder des inneren Drucks beide Bestandteile dazu bringen werden, Lösung leichter zu entkommen. Deshalb wird der Dampf-Druck größer sein als das erwartete aus dem Gesetz von Raoult, positive Abweichung zeigend. Wenn die Abweichung groß ist, dann wird die Dampf-Druck-Kurve ein Maximum an einer besonderen Zusammensetzung, z.B Benzol und Methanol, Kohlenstoff-Disulfid und Azeton, Chloroform und Vinylalkohol zeigen.

Siehe auch

• Atomtheorie
• Azeotrope
• Das Gesetz von Dalton
• DECHEMA Modell
• Die Regierung von Dühring
• Das Gesetz von Henry
• Theorie von Köhler
• Löslichkeit

Kapitel 24, D Ein McQuarrie, J D Simon Physical Chemistry: Eine Molekulare Annäherung. Universitätswissenschaftsbücher. (1997)

E. B. Smith grundlegende chemische Thermodynamik. Presse von Clarendon. Oxford (1993)