Príklad Raoultovho zákona - prchavá zmes

Výpočet tlaku pár prchavých roztokov

rclassenlayouts / Getty Images

Tento príklad ukazuje, ako použiť Raoultov zákon na výpočet tlaku pár dvoch zmiešaných prchavých roztokov.

Príklad Raoultovho zákona

Aký je očakávaný tlak pár pri 58,9 g hexánu (C₆H₁₄) sa zmieša so 44,0 g benzénu (C₆H₆) pri 60,0 °C?
Vzhľadom na to:
Tlak pár čistého hexánu pri 60 °C je 573 torr.
Tlak pár čistého benzénu pri 60 °C je 391 torr.

Riešenie

Raoultov zákon možno použiť na vyjadrenie vzťahy tlaku pár roztokov obsahujúcich prchavé aj neprchavé rozpúšťadlá.

Raoultov zákon je vyjadrený rovnicou tlaku pary:
P_Riešenie= X_solventnýP⁰_solventný
kde
P_Riešenieje tlak pár roztoku
X_solventnýje molárny zlomok rozpúšťadla
P⁰_solventnýje tlak pár čistého rozpúšťadla
Keď sa zmiešajú dva alebo viac prchavých roztokov, každá tlaková zložka zmiešaného roztoku sa pridá, aby sa zistil celkový tlak pár.
P_Celkom= P_{riešenie A}+ P_{roztok B}+...
Krok 1 - Určite počet krtkov každého roztoku, aby bolo možné vypočítať molárny podiel zložiek.
Z periodická tabuľka , atómové hmotnosti atómov uhlíka a vodíka v hexáne a benzéne sú:
C = 12 g/mol
H = 1 g/mol

Na zistenie počtu mólov každej zložky použite molekulové hmotnosti:
molárnej hmotnosti

hexánu = 6(12) + 14(1) g/mol
molárna hmotnosť hexánu = 72 + 14 g/mol
molárna hmotnosť hexánu = 86 g/mol
n_hexán= 58,9 g x 1 mol/86 g
n_hexán= 0,685 mol
molárna hmotnosť benzénu = 6(12) + 6(1) g/mol
molárna hmotnosť benzénu = 72 + 6 g/mol
molárna hmotnosť benzénu = 78 g/mol
n_benzén= 44,0 g x 1 mol/78 g
n_benzén= 0,564 mol
Krok 2 - Nájdite molárny zlomok každého riešenia. Nezáleží na tom, ktorý komponent použijete na výpočet. V skutočnosti je dobrý spôsob, ako skontrolovať svoju prácu, urobiť výpočet pre hexán aj benzén a potom sa uistiť, že súčet je 1.
X_hexán= n_hexán/(n_hexán+ n_benzén)
X_hexán= 0,685/(0,685 + 0,564)
X_hexán= 0,685/1,249
X_hexán= 0,548
Keďže existujú len dve riešenia prítomný a celkový molárny zlomok sa rovná jednej:
X_benzén= 1 - X_hexán
X_benzén= 1 - 0,548
X_benzén= 0,452
Krok 3 - Nájdite celkový tlak pary vložením hodnôt do rovnice:
P_Celkom= X_hexánP⁰_hexán+ X_benzénP⁰_benzén
P_Celkom= 0,548 x 573 torr + 0,452 x 391 torr
P_Celkom= 314 + 177 torr
P_Celkom= 491 torr

odpoveď:

Tlak pár tohto roztoku hexánu a benzénu pri 60 °C je 491 torr.