Давление насыщенного пара разбавленных растворов. Закон Рауля.

 

 

Представим, что в равновесную систему жидкость А – пар А введено некоторое вещество В. При образовании раствора мольная доля растворителя X_А становится меньше единицы; равновесие в соответствии с принципом Ле Шателье смещается в сторону конденсации вещества А, т.е. в сторону уменьшения давления насыщенного пара. Очевидно, что, чем меньше мольная доля компонента А в растворе, тем меньше парциальное давление его насыщенных паров над раствором. Для растворов выполняется следующая закономерность, называемая законом Рауля: Парциальное давление насыщенного пара компонента раствора (р_А) прямо пропорционально его мольной доле в растворе (Х_А), причем, коэффициент пропорциональности равен давлению насыщенного пара над чистым компонентом () .

(53)

 

Поскольку сумма мольных долей всех компонентов раствора А и В равна единице

 

(Х_А + Х_В = 1),

 

то для бинарного раствора, состоящего из компонентов А и В, легко получить следующее соотношение, также являющееся формулировкой закона Рауля:

 

(54)

 

Относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества и не зависит от природы растворенного вещества.

Растворы, для которых выполняется закон Рауля, называют идеальными. Идеальными при любых концентрациях являются растворы, компоненты которых близки по физическим и химическим свойствам (оптические изомеры, гомологи и т.п.) и образование которых не сопровождается объёмными и тепловыми эффектами. В этом случае силы взаимодействия между однородными и разнородными частицами примерно одинаковы, и образование раствора обусловлено лишь энтропийным фактором. Растворы, компоненты которых существенно различаются по физическим и химическим свойствам, подчиняются закону Рауля лишь в области бесконечно малых концентраций.