Общее давление пара над раствором равно сумме парциальных давлений компонентов

можно записать:

p = p_A + p_B

или

p = Х_A p^o_A + Х_B p^o_B

Поскольку Х_A+ Х_B = 1, то

p = p^o_A (1 - Х_B) + p^o_B Х_B

и окончательно

p = p^o_A + Х_B(p_B - p_A) и p = p^o_B + Х_A(p_A - p_B),

откуда следует, что полное давление пара над раствором является линейной функцией молярной доли любого его компонента.

Закон Рауля справедлив во всей области концентраций только для идеальных растворов. Более того, существует даже такое определение идеальных растворов, как растворов, подчиняющихся закону Рауля. Объяснение этого заключается в том, что если силовые поля всех молекул веществ А и В в растворе одинаковы, то одинаковы и силы притяжения однородных и разнородных молекул (F_А-А = F_В-В = F_А-В). При этом число молекул каждого компонента, переходящих в пар, уменьшается пропорционально понижению молярной доли вещества в растворе.

Закон Рауля может быть изображен графически в виде диаграммы в координатах “давление - состав” (рис. 7.1).

р   роА     р   роВ     А В состав, мол. доли

Рис. 7.1. Диаграмма “давление - состав” для идеального раствора

На таких диаграммах принято слева помещать тот компонент, который в чистом виде обладает меньшим давлением насыщенного пара. Например, допустим, что в данном случае это компонент А. Ось абсцисс (ось состава) на таких диаграммах ограниченна; на ней одновременно откла­ды­вается содержание обоих компонентов, обычно в молярных долях или в молярных процентах. Из точек, соответствующих чистым компо­нентам А и В, восстанавливаются две оси ординат – оси давлений. Каждая диаграмма строится при заданной постоянной температуре.

Точки, отвечающие давлениям насыщенного пара чистых компонентов (р^о_А и р^о_В), соединяются прямыми линиями с крайними точками оси состава и друг с другом. Две первые линии иллюстрируют повышение парциального давления пара каждого компонента с повышением его молярной доли в растворе в соответствии с законом Рауля. Третья линия является иллюстрацией закона Дальтона и одновременно линейности зависимости общего давления пара от молярной доли любого из компонентов.