4.2   Prężność pary nad roztworem. Prawo Raulta

Prężność pary „p” nad doskonałym roztworem wieloskładnikowym zawierającym „i” składników  będzie zgodnie z prawem Daltona (II.2.1.2.6) sumą ciśnień cząstkowych poszczególnych składników:

(4.01)             

Prężności pary „p_i”   składnika „i” nad roztworem jest proporcjonalna do  prężności pary „ ”tego składnika nad czystą substancją „i” oraz  ułamka molowego „ ” tego składnika w roztworze:

(4.02)             

Zależność (4.02) nosi nawę prawa Raulta i jest spełniona tylko dla roztworów doskonałych.

Całkowita prężność pary nad roztworem wynosi więc:

(4.03)             

Dla układu dwuskładnikowego składającego się z rozpuszczalnika A oraz rozpuszczonej,  nielotnej substancji B mamy:

(4.04a)                       

(4.04b)                       

Korzystając z definicji ułamka moloweg (VI.2.6) ( )  możemy obliczyć względne obniżenie prężności pary rozpuszczalnika nad roztworem  powstałe w wyniku rozpuszczenia substancji B:

(4.05)                         

Równanie (4.05) mówi nam, że obniżenie to jest wprost proporcjonalne do ułamka molowego  substancji B w roztworze. Rys.4.1. ilustruje zmiany prężności pary poszczególnych składników A i B  oraz zmiany całkowitej prężności pary nad roztworem doskonałym w zależności od składu roztworu.

         

Rys.4.1. Zależność prężności pary nad roztworem doskonałym od składu roztworu.

Dla roztworów rzeczywistych prostoliniowa zależność prawa Raulta nie jest spełniona. Rysunki 4.2 i 4.3 przedstawiają schematycznie prężność pary nad roztworem rzeczywistym w funkcji ułamka molowego substancji rozpuszczonej dla roztworu o dodatnim odchyleniu od prawa Raulta (energia oddziaływania A-B mniejsza niż energia oddziaływania A-A i B-B) oraz dla roztworu o odchyleniu ujemnym (energia oddziaływania A-B większa niż energia oddziaływania A-A i B-B). Na rysunkach zaznaczono również dla porównania prostoliniowe zależności p=f(x) odpowiadające roztworom doskonałym.