Закон Рауля

Углеводородные жидкости образуют друг с другом так называемые идеальные растворы, т. е. растворы, в которых компоненты полностью растворимы. Растворение газа в жидкости происходит до тех пор, пока парциальное давление газа не сравняется с парциальным давлением жидкости. Этот момент равенства парциальных давлений соответствует так называемому равновесному состоянию (равновесию фаз).

Французский химик Франсуа Мари Рауль (1830—1901) установил, что парциальное давление p_t любого компонента в жидкой смеси равно молекулярной концентрации его в жидкости х_{i ,} умноженной на упругость его паров θ_i в чистом виде при данной температуре, т. е.

.

Общее давление или упругость паров жидкости Р, состоящей из нескольких компонентов, равно сумме парциальных давлений этих компонентов

.

При равновесии фаз, т. е. когда парциальное давление компонента в паровой фазе (над жидкостью) и в жидкой фазе (в жидкости) будут одинаковы, закон Рауля примет следующий

вид:

.

где —парциальное давление в паровой (газовой) фазе (согласно закону Дальтона); — парциальное давление в жидкой фазе (согласно закону Рауля).

Зная состав жидкой смеси, по приведенному уравнению равновесия фаз легко определить состав пара, находящегося в равновесии с нею:

,

или состав жидкой смеси

.

Из приведенного уравнения следует, что

Константы равновесия k отдельных компонентов зависят от температуры и давления и берутся, как правило, из специально составленных графиков. Применение сжиженного газа, его транспортирование и хранение основаны на законе Рауля.