HUKUM RAOULT: APAKAH ITU, PENYIMPANGAN POSITIF DAN NEGATIF - KIMIA - 2026

The Raoult telah dicadangkan oleh ahli kimia Perancis François-Marie Raoult pada tahun 1887, dan berfungsi untuk menerangkan tingkah laku tekanan wap larutan dua (biasanya ideal) bahan tak boleh campur mengikut tekanan wap separa setiap komponen hadir dalam ini.

Terdapat undang-undang kimia yang digunakan untuk menggambarkan tingkah laku bahan dalam keadaan yang berbeza dan menjelaskan fenomena di mana ia terlibat, menggunakan model matematik yang terbukti secara saintifik. Undang-undang Raoult adalah salah satunya.

François-Marie Raoult

Dengan menggunakan penjelasan berdasarkan interaksi antara molekul gas (atau cecair) untuk meramalkan tingkah laku tekanan wap, undang-undang ini digunakan untuk mengkaji penyelesaian yang tidak ideal atau nyata, dengan syarat dipertimbangkan pekali yang diperlukan untuk membetulkan model. matematik dan menyesuaikannya dengan keadaan tidak ideal.

Apa itu terdiri?

Undang-undang Raoult didasarkan pada anggapan bahawa penyelesaian yang terlibat berperilaku dengan cara yang ideal: ini berlaku kerana undang-undang ini didasarkan pada idea bahawa daya intermolekul antara molekul yang berbeza sama dengan yang ada di antara molekul serupa (yang tidak begitu tepat dalam realiti).

Kenyataannya, semakin dekat suatu penyelesaian yang menghampiri idealisme, semakin banyak peluang yang dimilikinya untuk mematuhi ciri-ciri yang dicadangkan oleh undang-undang ini.

Undang-undang ini menghubungkan tekanan wap larutan dengan zat terlarut tidak mudah menguap, dengan menyatakan bahawa ia akan sama dengan tekanan wap zat terlarut murni itu pada suhu itu, didarabkan dengan pecahan molnya. Ini dinyatakan dalam istilah matematik untuk satu komponen seperti berikut:

P _i = Pº _i . X _i

Dalam ungkapan ini P _i sama dengan tekanan wap separa komponen i dalam campuran gas, Pº _i adalah tekanan wap komponen murni, dan X _i adalah pecahan mol komponen i dalam campuran.

Dengan cara yang sama, apabila terdapat beberapa komponen dalam larutan dan mereka telah mencapai keadaan keseimbangan, jumlah tekanan wap larutan dapat dihitung dengan menggabungkan hukum Raoult dengan Dalton:

P = Pº _A X _A + Pº _B X _B + Pº _C X _c …

Begitu juga, dalam penyelesaian yang hanya terdapat satu zat terlarut dan pelarut, undang-undang dapat dirumuskan seperti yang ditunjukkan di bawah:

P _A = (1-X _B ) x Pº _A

Penyimpangan positif dan negatif

Penyelesaian yang dapat dikaji dengan undang-undang ini biasanya harus bertindak dengan cara yang ideal, kerana interaksi antara molekulnya kecil dan memungkinkan sifat yang sama diasumsikan di seluruh penyelesaian tanpa pengecualian.

Walau bagaimanapun, penyelesaian ideal praktikal tidak ada dalam kenyataan, jadi dua pekali mesti dimasukkan ke dalam pengiraan yang mewakili interaksi antara molekul. Ini adalah pekali fugacity dan pekali aktiviti.

Dalam pengertian ini, penyimpangan sehubungan dengan hukum Raoult didefinisikan sebagai positif atau negatif, bergantung pada hasil yang diperoleh pada waktu itu.

Penyimpangan positif

Penyimpangan positif sehubungan dengan hukum Raoult terjadi apabila tekanan wap larutan lebih besar daripada yang dihitung dengan hukum Raoult.

Ini berlaku apabila daya kohesi antara molekul serupa lebih besar daripada daya yang sama antara molekul yang berbeza. Dalam kes ini, kedua-dua komponen mengewap dengan lebih mudah.

Penyimpangan ini dilihat pada lengkung tekanan wap sebagai titik maksimum dalam komposisi tertentu, membentuk azeotrope positif.

Azeotrope adalah campuran cecair dari dua atau lebih sebatian kimia yang berperilaku seolah-olah terdiri daripada satu komponen dan yang menguap tanpa mengubah komposisinya.

Penyimpangan negatif

Penyimpangan negatif berkenaan dengan hukum Raoult terjadi apabila tekanan wap campuran lebih rendah dari yang diharapkan setelah pengiraan dengan hukum.

Penyimpangan ini muncul apabila daya kohesi antara molekul campuran lebih besar daripada daya rata-rata antara zarah-zarah cecair dalam keadaan tulennya.

Jenis penyimpangan ini menghasilkan pengekalan setiap komponen dalam keadaan cair oleh daya tarikan yang lebih besar daripada bahan dalam keadaan tulennya, sehingga tekanan separa wap dalam sistem dikurangkan.

Azeotrop negatif dalam lengkung tekanan wap mewakili titik minimum, dan menunjukkan pertalian antara dua atau lebih komponen yang terlibat dalam campuran.

Contoh

Hukum Raoult biasanya digunakan untuk menghitung tekanan larutan berdasarkan kekuatan antar molekulnya, membandingkan nilai yang dikira dengan nilai nyata untuk membuat kesimpulan jika ada penyimpangan dan jika itu harus positif atau negatif. Berikut adalah dua contoh penggunaan undang-undang Raoult:

Campuran asas

Campuran berikut, terdiri dari propana dan butana, mewakili penghitungan tekanan wap, dan kita dapat menganggap bahawa kedua-dua komponen tersebut terdapat dalam perkadaran yang sama di dalamnya (50-50), pada suhu 40 ºC:

X _propana = 0.5

Pº _propana = 1352.1 kPa

X _butana = 0.5

Pº _butana = 377.6 kPa

Ia dikira dengan undang-undang Raoult:

_Campuran P = (0,5 x 377,6 kPa) + (0,5 x 1352,1 kPa)

Oleh itu:

_Campuran P = 864.8 kPa

Campuran binari dengan zat terlarut tidak menentu

Kadang-kadang berlaku bahawa zat terlarut dalam campuran tidak mudah menguap, sehingga hukum digunakan untuk memahami tingkah laku tekanan wap.

Diberi campuran air dan gula dalam kadar 95% dan 5%, masing-masing, dan dalam keadaan suhu normal:

X _air = 0.95

Pº _air = 2.34 kPa

X _gula = 0.05

Pº _gula = 0 kPa

Ia dikira dengan undang-undang Raoult:

_Campuran P = (0,95 x 2,34 kPa) + (0,05 x 0 kPa)

Oleh itu:

_Campuran P = 2.22 kPa

Jelas terdapat kemerosotan tekanan wap air disebabkan oleh daya antara molekul.

Rujukan

1. Anne Marie Helmenstine, P. (nd). Definisi Undang-undang Raoult. Diperolehi dari thinkco.com
2. ChemGuide. (sf). Hukum Raoult dan Larutan Tidak Bergegas. Diperolehi dari chemguide.co.uk
3. Teks Libre. (sf). Hukum Raoult dan Campuran Cecair Ideal. Diperolehi dari chem.libretexts.org
4. Neutrium. (sf). Undang-undang Raoult. Diperolehi dari neutrium.net
5. Wikipedia. (sf). Undang-undang Raoult. Diperolehi dari en.wikipedia.org