חוק רולט מה הוא מורכב, סטיות חיוביות ושליליות

ה חוק רולט הוצע על ידי הכימאי הצרפתי פרנסואה-מארי ראולט בשנת 1887, ומשמש להסביר את התנהגות לחץ האדים של תמיסה של שני חומרים מתכלים (אידיאליים בדרך כלל), תלוי בלחץ האדים החלקי של כל רכיב שנמצא כאן.

ישנם חוק כימיה המשמשים לתיאור התנהגותם של חומרים בתנאים שונים ולהסביר התופעות מעורבות, באמצעות מודלים מתמטיים מוכחים מדעי. חוק רולט הוא אחד מאלה.

באמצעות הסבר המבוסס על יחסי הגומלין בין מולקולות הגזים (או נוזלים) כדי לחזות את התנהגות לחצים של אדים, חוק זה משמש ללמוד פתרונות לא אידיאליים או אמיתיים, ובלבד שהמקדמים הנדרשים נחשבים לתיקון המודל מתמטית ולהתאים אותו לתנאים לא אידיאליים.

אינדקס

• 1 מה זה מורכב??
• 2 סטיות חיוביות ושליליות
  • 2.1 חריגות חיוביות
  • 2.2 חריגות שליליות
• 3 דוגמאות
  • 3.1 תערובת בסיסית
  • 3.2 תערובת בינארית עם מומס לא נדיף
• 4 הפניות

מה זה מורכב??

חוק רולט מבוסס על ההנחה שהפתרונות המעורבים מתנהגים בצורה אידיאלית: זה קורה משום שהחוק הזה מבוסס על הרעיון שהכוחות הבין-מולקולריים בין מולקולות שונות זהים לאלה שבין מולקולות דומות (אשר זה לא כל כך מוצלח במציאות).

למעשה, ככל שהפתרון קרוב יותר לאידיאליות, כך תהיה לו הזדמנות רבה יותר לעמוד במאפיינים המוצעים בחוק זה..

חוק זה מתייחס ללחץ אדים של תמיסה עם מומס לא נדיף, הקובע כי יהיה שווה ללחץ אדים של מומס טהור באותו טמפרטורה, מוכפל חלק טוחנת מהם. ביטוי זה מתבטא במונחים מתמטיים עבור רכיב אחד באופן הבא:

עמ '_i = P º_i . X_i

בביטוי זה_i שווה ללחץ האדים החלקי של הרכיב i בתערובת הגז, Pº_i הוא לחץ אדי של הטהור i, ו- X_i הוא חלק השומה של רכיב i בתערובת.

באותו אופן, כאשר יש לך כמה מרכיבים פתרון והם הגיעו למצב של שיווי משקל, אתה יכול לחשב את הלחץ הכולל אדי של הפתרון על ידי שילוב של החוק של ראולט עם דלתון של:

P = Pº_אX_א + Pº_בX_ב + Pº_גX_c...

כמו כן, באותם פתרונות שבהם רק אחד המומס ואת הממס נמצאים, החוק ניתן לגבש כפי שמוצג להלן:

עמ '_א = (1-X_ב) x P º_א

סטיות חיוביות ושליליות

הפתרונות ניתן ללמוד עם החוק הזה בדרך כלל צריך להתנהג באופן אידיאלי, שכן אינטראקציות בין מולקולות קטנות ולאפשר את אותן התכונות הם הניחו ברחבי פתרון ללא יוצא מן הכלל.

עם זאת, פתרונות אידיאליים הם למעשה לא קיים במציאות, כך שני מקדמים יש לשלב את החישובים המייצגים אינטראקציות intermolecular. אלה הם מקדם הנטייה ומקדם הפעילות.

במובן זה, הסטיות ביחס לחוק רולט מוגדרות כחיוביות או שליליות, בהתאם לתוצאות שהתקבלו באותה עת.

סטיות חיוביות

סטיות חיוביות ביחס לחוק רולט מתרחשות כאשר לחץ האדים של הפתרון גדול ממה שחושב עם חוק ראולט.

זה קורה כאשר כוחות לכידות בין מולקולות דומות גדולים יותר מאותם כוחות בין מולקולות שונות. במקרה זה, שני הרכיבים מתאדים בקלות רבה יותר.

סטייה זו נתפסת בעקומת לחץ האדים כנקודה מקסימלית בהרכב מסוים, היוצרת איזוטרופ חיובי.

האזוטרופ הוא תערובת נוזלית של שני תרכובות כימיות או יותר שמתנהגת כאילו היא נוצרת על ידי רכיב אחד, אשר מתאדה ללא שינוי בהרכב.

סטיות שליליות

סטיות שליליות מהחוק של ראולט מתרחשות כאשר לחץ האדים של התערובת נמוך מהצפוי לאחר החישוב עם החוק.

סטיות אלה מופיעות כאשר כוחות הלכידות בין המולקולות של התערובת גבוהות מממוצע הכוחות בין חלקיקי הנוזלים במצבם הטהור.

סוג זה של סטייה מייצר שימור של כל רכיב במצב הנוזל שלו על ידי כוחות אטרקטיביים יותר מאלו של החומר במצב טהור שלה, כך לחץ אדים חלקית של המערכת מופחת.

האזוטרופים השליליים בעקומות לחץ הקיטור מייצגים נקודה מינימלית ומדגימים זיקה בין שני הרכיבים או יותר המעורבים בתערובת.

דוגמאות

חוק רולט משמש בדרך כלל לחישוב הלחץ של פתרון המבוסס על הכוחות הבין-מולקולריים שלו, ומשווה את הערכים המחושבים לערכים אמיתיים כדי להסיק אם קיימת סטייה ואם זה צריך להיות חיובי או שלילי. להלן שתי דוגמאות לשימושים בחוק של ראול:

תערובת בסיסית

התערובת הבאה, המורכבת של פרופאן ו בוטאן, מייצג קירוב של לחץ אדי, ואנחנו יכולים להניח כי שני המרכיבים הם בפרופורציות שוות בתוך זה (50-50), בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס:

X_פרופן 0.5 tim

Pº_פרופן = 1352.1 kPa

X_בוטאן 0.5 tim

Pº_בוטאן = 377.6 kPa

זה מחושב עם חוק של ראול:

עמ '_תערובת = (0.5 x 377.6 kPa) + (0.5 x 1352.1 kPa)

לכן

עמ '_תערובת = 864.8 kPa

תערובת בינארית עם מומס לא נדיף

לפעמים זה קורה כי המומס של התערובת הוא בלתי נדיף, ולכן החוק משמש כדי להבין את ההתנהגות של לחץ אדי.

בהתחשב בתערובת של מים וסוכר בפרופורציות של 95% ו -5%, בהתאמה, ובתנאי טמפרטורה נורמליים:

X_מים = 0.95

Pº_מים = 2.34 kPa

X_סוכר = 0.05

Pº_סוכר = 0 kPa

זה מחושב עם חוק של ראול:

עמ '_תערובת = (0.95 x 2.34 kPa) + (0.05 x 0 kPa)

לכן

עמ '_תערובת = 2.22 kPa

ברור שיש דיכאון של לחץ אדי מים עקב השפעות של כוחות intermolecular.

הפניות

1. אן מארי הלמנשטיין, פ '(s.f.). חוק רולט. מקורו באתר Thinkco.com
2. ChemGuide. (s.f.). חוק רולט וחסרונות בלתי נדיפים. מאוחזר מ chemguide.co.uk
3. LibreTexts. (s.f.). חוק ראולט ותערובות אידיאליות של נוזלים. מאוחזר מ chem.libretexts.org
4. נוטריום. (s.f.). חוק רולט. מתוך neutrium.net
5. ויקיפדיה. (s.f.). חוק רולט. מקור: en.wikipedia.org