Давление насыщенного пара растворителя над раствором. Первый закон Рауля

Если в каком-либо открытом сосуде находится чистый растворитель, то в результате процесса испарения над его поверхностью образуется пар и устанавливается равновесие которое характеризуется давлением насыщенного пара растворителя над чистым растворителем В чистом растворителе мольная доля растворителя равна ( - количество растворителя):

Если в данный растворитель ввести нелетучее растворенное вещество, переход которого в парообразную фазу невозможен, то равновесие в системе нарушится вследствие уменьшения концентрации (мольной доли) растворителя:

Тогда, в соответствии с принципом Ле Шателье, начнется процесс конденсации пара, перехода молекул растворителя из парообразной фазы в жидкую, способствующий повышению , в результате чего давление насыщенного пара растворителя над раствором станет меньше, чем над чистым растворителем

Cумма мольных долей растворителя и растворенного вещества равна:

Тогда и

Выразив мольную долю вещества , получим

Отношение называется относительным понижением давления насыщенного пара растворителя над раствором.

Первый закон Рауля: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором , вызываемое присутствием растворенного вещества , пропорционально мольной доле растворенного вещества .

Поскольку в разбавленных растворах количество растворенного вещества значительно меньше количества растворителя , то при вычислениях допустимо использовать формулу:

Пример 13. Вычислите, каким будет при 25 °С давление пара над раствором, содержащим 2 г антрахинона в 500 г анилина , если давление пара анилина при той же температуре равно 6,79 кПа?

Решение:

Рассчитаем количество вещества (антрахинона) и количество растворителя (анилина) :

Подставим эти значения в формулу для расчета , получим:

Давление пара над раствором будет

Пример 14. Определите массовую долю нафталина в бензоле , если величина понижения давления пара составляет 1,5 % от давления пара чистого растворителя?