- مما تتكون؟
- الانحرافات الإيجابية والسلبية
- الانحرافات الإيجابية
- الانحرافات السلبية
- أمثلة
- مزيج أساسي
- خليط ثنائي مع مذاب غير متطاير
- المراجع
و راؤول واقترح من قبل الكيميائي الفرنسي فرانسوا ماري راؤول في عام 1887، ويعمل على تفسير سلوك ضغط بخار حل من اثنين (عادة المثالي) المواد إمتزاج وفقا لضغط البخار الجزئي للكل مكون موجود في هذا.
هناك قوانين للكيمياء تُستخدم لوصف سلوك المواد في ظل ظروف مختلفة وشرح الظواهر التي تشارك فيها ، باستخدام نماذج رياضية مثبتة علميًا. قانون راولت هو واحد من هؤلاء.
فرانسوا ماري رولت
باستخدام تفسير يعتمد على التفاعلات بين جزيئات الغازات (أو السوائل) للتنبؤ بسلوك ضغوط البخار ، يتم استخدام هذا القانون لدراسة الحلول غير المثالية أو الحقيقية ، بشرط مراعاة المعاملات اللازمة لتصحيح النموذج. رياضية وضبطها على الظروف غير المثالية.
مما تتكون؟
يعتمد قانون رولت على افتراض أن الحلول المعنية تتصرف بطريقة مثالية: يحدث هذا لأن هذا القانون يعتمد على فكرة أن القوى بين الجزيئات المختلفة بين الجزيئات المختلفة مساوية لتلك الموجودة بين الجزيئات المتشابهة (والتي ليست دقيقة في الواقع).
في الواقع ، كلما اقترب الحل من المثالية ، زادت فرصة الامتثال للخصائص التي يقترحها هذا القانون.
يربط هذا القانون ضغط بخار محلول مع مادة مذابة غير متطايرة ، مشيرًا إلى أنه سيكون مساويًا لضغط بخار ذلك المذاب النقي عند درجة الحرارة تلك ، مضروبًا في الكسر الجزيئي الخاص به. يتم التعبير عن هذا بمصطلحات رياضية لمكون واحد على النحو التالي:
P أنا = Pº أنا. X ط
في هذا التعبير ، P i يساوي ضغط البخار الجزئي للمكون i في خليط الغاز ، Pº i هو ضغط بخار المكون النقي i ، و X i هو الجزء الجزيئي للمكون i في الخليط.
بالطريقة نفسها ، عندما يكون هناك عدة مكونات في محلول وقد وصلت إلى حالة توازن ، يمكن حساب ضغط البخار الكلي للمحلول عن طريق الجمع بين قانون راولت مع قانون دالتون:
P = Pº A X A + Pº B X B + Pº C X ج…
وبالمثل ، في تلك الحلول حيث يوجد مذيب واحد ومذيب واحد فقط ، يمكن صياغة القانون كما هو موضح أدناه:
الفوسفور A = (1-X B) x Pº A
الانحرافات الإيجابية والسلبية
يجب أن تتصرف الحلول التي يمكن دراستها مع هذا القانون بشكل طبيعي بطريقة مثالية ، لأن التفاعلات بين جزيئاتها صغيرة وتسمح بافتراض نفس الخصائص خلال الحل بأكمله دون استثناء.
ومع ذلك ، فإن الحلول المثالية غير موجودة عمليًا في الواقع ، لذلك يجب دمج معاملين في الحسابات التي تمثل التفاعلات بين الجزيئات. هذان هما معامل الزوال ومعامل النشاط.
بهذا المعنى ، يتم تعريف الانحرافات فيما يتعلق بقانون راولت على أنها إيجابية أو سلبية ، اعتمادًا على النتائج التي تم الحصول عليها في ذلك الوقت.
الانحرافات الإيجابية
تحدث الانحرافات الإيجابية فيما يتعلق بقانون رولت عندما يكون ضغط بخار المحلول أكبر من ذلك المحسوب مع قانون راولت.
يحدث هذا عندما تكون قوى التماسك بين الجزيئات المتشابهة أكبر من نفس القوى بين الجزيئات المختلفة. في هذه الحالة ، يتبخر كلا المكونين بسهولة أكبر.
يُنظر إلى هذا الانحراف في منحنى ضغط البخار كنقطة قصوى في تركيبة معينة ، وتشكيل مادة أزيوتروب موجبة.
الأزيوتروب عبارة عن خليط سائل من مركبين كيميائيين أو أكثر يتصرف كما لو كان مكونًا من مكون واحد ويتبخر دون تغيير تركيبه.
الانحرافات السلبية
تحدث الانحرافات السلبية فيما يتعلق بقانون راولت عندما يكون ضغط بخار الخليط أقل من المتوقع بعد الحساب بالقانون.
تظهر هذه الانحرافات عندما تكون قوى التماسك بين جزيئات الخليط أكبر من متوسط القوى بين جزيئات السوائل في حالتها النقية.
يولد هذا النوع من الانحراف الاحتفاظ بكل مكون في حالته السائلة بواسطة قوى جذب أكبر من تلك الموجودة في المادة في حالتها النقية ، بحيث يتم تقليل الضغط الجزئي للبخار في النظام.
تمثل الأزيوتروبس السالب في منحنيات ضغط البخار نقطة دنيا ، وتوضح التقارب بين مكونين أو أكثر من المكونات المتضمنة في الخليط.
أمثلة
يستخدم قانون راولت بشكل شائع لحساب ضغط المحلول بناءً على قوى الجزيئات الخاصة به ، ومقارنة القيم المحسوبة مع القيم الحقيقية لاستنتاج ما إذا كان هناك أي انحراف وما إذا كان يجب أن يكون موجبًا أم سالبًا. فيما يلي مثالان على استخدامات قانون راولت:
مزيج أساسي
الخليط التالي ، المكون من البروبان والبيوتان ، يمثل تقريبًا لضغط البخار ، ويمكننا أن نفترض أن كلا المكونين موجودان بنسب متساوية داخله (50-50) ، عند درجة حرارة 40 درجة مئوية:
X البروبان = 0.5
Pº البروبان = 1352.1 كيلو باسكال
X بيوتان = 0.5
Pº بيوتان = 377.6 كيلو باسكال
يحسب بقانون راولت:
خليط P = (0.5 × 377.6 كيلو باسكال) + (0.5 × 1352.1 كيلو باسكال)
لهذا السبب:
خليط P = 864.8 كيلو باسكال
خليط ثنائي مع مذاب غير متطاير
يحدث أحيانًا أن يكون المذاب في الخليط غير متطاير ، لذلك يتم استخدام القانون لفهم سلوك ضغط البخار.
بمزيج من الماء والسكر بنسب 95٪ و 5٪ على التوالي وتحت ظروف درجة الحرارة العادية:
X ماء = 0.95
Pº ماء = 2.34 كيلو باسكال
X السكر = 0.05
Pº سكر = 0 كيلو باسكال
يحسب بقانون راولت:
خليط P = (0.95 x 2.34 kPa) + (0.05 x 0 kPa)
لهذا السبب:
خليط الفوسفور = 2.22 كيلو باسكال
من الواضح أنه كان هناك انخفاض في ضغط بخار الماء بسبب تأثيرات القوى بين الجزيئات.
المراجع
- آن ماري هيلمنستين ، ب. (بدون تاريخ). تعريف قانون رولت. تعافى من thinkco.com
- ChemGuide. (سادس). قانون رولت والمذابات غير المتطايرة. تم الاسترجاع من chemguide.co.uk
- LibreTexts. (سادس). قانون راولت والخلطات المثالية للسوائل. تم الاسترجاع من chem.libretexts.org
- نيوتريوم. (سادس). قانون راولت. تعافى من neutrium.net
- ويكيبيديا. (سادس). قانون راولت. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org