Raoults loveksempelproblem – flyktig blanding

Beregning av damptrykk for flyktige løsninger

rclassenlayouts / Getty Images

Dette eksempelproblemet viser hvordan man bruker Raoults lov for å beregne damptrykket til to flyktige løsninger blandet sammen.

Raoults loveksempel

Hva er forventet damptrykk når 58,9 g heksan (C₆H₁₄) blandes med 44,0 g benzen (C₆H₆) ved 60,0 °C?
Gitt:
Damptrykk av ren heksan ved 60 °C er 573 torr.
Damptrykk av ren benzen ved 60 °C er 391 torr.

Løsning

Raoults lov kan brukes til å uttrykke damptrykk forhold av løsninger som inneholder både flyktige og ikke-flyktige løsningsmidler.

Raoults lov uttrykkes ved damptrykkligningen:
P_løsning= X_løsemiddelP⁰_løsemiddel
hvor
P_løsninger damptrykket til løsningen
X_løsemiddeler molfraksjon av løsningsmidlet
P⁰_løsemiddeler damptrykket til det rene løsningsmidlet
Når to eller flere flyktige løsninger blandes, legges hver trykkkomponent i den blandede løsningen sammen for å finne det totale damptrykket.
P_Total= P_{løsning A}+ P_{løsning B}+ ...
Trinn 1 - Bestem antall føflekker av hver løsning for å kunne beregne molfraksjonen av komponentene.
Fra periodiske tabell , atommassene til karbon- og hydrogenatomene i heksan og benzen er:
C = 12 g/mol
H = 1 g/mol

Bruk molekylvektene for å finne antall mol av hver komponent:
molar vekt

av heksan = 6(12) + 14(1) g/mol
molvekt av heksan = 72 + 14 g/mol
molvekt av heksan = 86 g/mol
n_heksan= 58,9 g x 1 mol/86 g
n_heksan= 0,685 mol
molvekt av benzen = 6(12) + 6(1) g/mol
molvekt av benzen = 72 + 6 g/mol
molvekt av benzen = 78 g/mol
n_benzen= 44,0 g x 1 mol/78 g
n_benzen= 0,564 mol
Steg 2 - Finn molfraksjon av hver løsning. Det spiller ingen rolle hvilken komponent du bruker for å utføre beregningen. Faktisk er en god måte å sjekke arbeidet ditt på å gjøre beregningen for både heksan og benzen og deretter sørge for at de summerer seg til 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
Siden det bare er to løsninger tilstede og den totale molfraksjonen er lik en:
X_benzen= 1 - X_heksan
X_benzen= 1 - 0,548
X_benzen= 0,452
Trinn 3 - Finn det totale damptrykket ved å plugge verdiene inn i ligningen:
P_Total= X_heksanP⁰_heksan+ X_benzenP⁰_benzen
P_Total= 0,548 x 573 torr + 0,452 x 391 torr
P_Total= 314 + 177 torr
P_Total= 491 torr

Svar:

Damptrykket til denne løsningen av heksan og benzen ved 60 °C er 491 torr.