Quando si distilla una miscela di due liquidi, il vapore sopra di esse conterrà una percentuale maggiore del liquido più volatile rispetto all'originale miscela. È possibile stimare con precisione quanto più esso conterrà combinando legge di Raoult e legge di Dalton delle pressioni parziali. Questo approccio non vi darà una soluzione esatta, perché la legge di Raoult si applica solo alle miscele ideale. Come la legge dei gas perfetti, tuttavia, legge di Raoult dà un'approssimazione abbastanza buona per molte situazioni.
Istruzioni
• Annotare la legge di Raoult, (P1) = (1) (P1pure). Si noti che P1 è la pressione di vapore di uno dei due liquidi nella miscela, mentre P1pure è la pressione di vapore che avrebbe se fosse pura e X1 è la frazione molare (cioè la frazione di molecole nella miscela liquida 1).
• Scrivere a legge di Dalton delle pressioni parziali, pressione di vapore totale = P1 + P2, dove P1 e P2 sono le pressioni di vapore dei due liquidi.
• Sostituisce legge di Raoult nella legge di Dalton al posto di P1 e P2 per ottenere quanto segue:
Pressione totale del vapore = X1 (P1 puro) + X2 (P2 puro)
• Si noti che la frazione molare del liquide in fase gassosa è uguale alla sua pressione parziale di vapore diviso per la pressione totale del vapore. È possibile scrivere questa equazione come segue: 1 X in fase vapore = P1 / totale pressione di vapore.
• Sostituire l'equazione per la pressione totale del vapore che hai trovato nel passaggio 3 nell'equazione per frazione molare che hai trovato nel passaggio 4 per ottenere quanto segue:
X1 in vapore = P1 / (X 1 (P1 puro) + X2 (P2 puro))
• Sostituire la definizione di legge di Raoult di P1 per P1 nell'equazione dal passaggio 5 per ottenere quanto segue:
X1 in vapore = (X1 P1 puro) / (X 1 (P1 puro) + X2 (P2 puro))
• Prendere i numeri specificati come parte della sua domanda di compiti a casa e li innestare l'equazione che hai derivata. Una volta che si esegue questa operazione, sarà in grado di calcolare X1 in vapore, la frazione molare del vapore è composto da gas di interesse.
Esempio: Supponiamo di che avere una miscela di etanolo e metanolo a 25 gradi Celsius. La pressione di vapore di questi liquidi a questa temperatura se sono puri è 58,9 Torr per etanolo e 122,7 Torr per metanolo. Fuori ogni 3 moli di liquido, 2 sono etanolo e 1 metanolo. Si supponga di che si tratta di una miscela ideale, quindi si applica la legge di Raoult. Che cosa è la frazione molare del metanolo nel vapore prodotto da questa miscela?
Risposta: Da quanto sopra, sai che la miscela è 2/3 etanolo e metanolo 1/3, in modo da avere entrambe le frazioni di talpa. Sai anche le pressioni di vapore dei due componenti se sono puri. Trattare Metanolo liquido 1 ed etanolo come liquido 2, sostituire questi numeri per le corrispondenti variabili nell'equazione dal passaggio 6 per ottenere quanto segue:
X1 in vapore = (1/3 x 122,7 Torr) / (1/3 x 122,7 Torr + 2/3 x 58,9 Torr)
X1 in vapore = 40.9 / (40,9 + 39.27)
X1 in vapore = 40.9 / 80.17
X1 in vapore = 0,51
significato che 0.51 di ogni 1 mole di vapore è metanolo.
Consigli & Avvertenze
- Si noti che ci sono anche situazioni dove la legge di Raoult non darà un'approssimazione abbastanza buona. Questo è particolarmente vero se si sta trattando un azeotropo, una miscela che non può essere separato per distillazione semplice.