Primer problema Raoultovega zakona – hlapna zmes

Izračun parnega tlaka hlapnih raztopin

rclassenlayouts / Getty Images

Ta primer težave prikazuje, kako uporabiti Raoultov zakon za izračun parnega tlaka dveh hlapnih raztopin, pomešanih skupaj.

Primer Raoultovega zakona

Kolikšen je pričakovani parni tlak pri 58,9 g heksana (C₆H₁₄) zmešamo s 44,0 g benzena (C₆H₆) pri 60,0 °C?
podano:
Parni tlak čistega heksana pri 60 °C je 573 torr.
Parni tlak čistega benzena pri 60 °C je 391 torr.

rešitev

Raoultov zakon se lahko uporablja za izražanje razmerja parnega tlaka raztopin, ki vsebujejo hlapna in nehlapna topila.

Raoultov zakon je izražen z enačbo parnega tlaka:
p_rešitev= X_topilop⁰_topilo
kje
p_rešitevje parni tlak raztopine
X_topiloje molski delež topila
p⁰_topiloje parni tlak čistega topila
Ko se zmešata dve ali več hlapnih raztopin, se vsaka tlačna komponenta mešane raztopine sešteje, da se dobi skupni parni tlak.
p_Skupaj= P_{rešitev A}+ P_{rešitev B}+ ...
Korak 1 - Določite število molov vsake raztopine, da lahko izračunamo molski delež komponent.
Iz periodni sistem , so atomske mase ogljikovih in vodikovih atomov v heksanu in benzenu:
C = 12 g/mol
H = 1 g/mol

Uporabite molekulske mase, da ugotovite število molov vsake komponente:
molska teža

heksana = 6(12) + 14(1) g/mol
molska masa heksana = 72 + 14 g/mol
molska masa heksana = 86 g/mol
n_heksan= 58,9 g x 1 mol/86 g
n_heksan= 0,685 mol
molska masa benzena = 6(12) + 6(1) g/mol
molska masa benzena = 72 + 6 g/mol
molska masa benzena = 78 g/mol
n_benzen= 44,0 g x 1 mol/78 g
n_benzen= 0,564 mol
2. korak - Poiščite molski delež vsake raztopine. Ni pomembno, katero komponento uporabite za izračun. Pravzaprav je dober način, da preverite svoje delo, če naredite izračun tako za heksan kot za benzen in se nato prepričate, da je njihov seštevek 1.
X_heksan= n_heksan/(n_heksan+ n_benzen)
X_heksan= 0,685/(0,685 + 0,564)
X_heksan= 0,685/1,249
X_heksan= 0,548
Ker obstajajo samo dve rešitvi prisoten in skupni molski delež je enak ena:
X_benzen= 1 - X_heksan
X_benzen= 1 - 0,548
X_benzen= 0,452
3. korak - Poiščite skupni parni tlak tako, da vstavite vrednosti v enačbo:
p_Skupaj= X_heksanp⁰_heksan+ X_benzenp⁰_benzen
p_Skupaj= 0,548 x 573 torr + 0,452 x 391 torr
p_Skupaj= 314 + 177 torr
p_Skupaj= 491 torr

odgovor:

Parni tlak te raztopine heksana in benzena pri 60 °C je 491 torr.