Was ist Raoults Gesetz?
Das Gesetz von Raoult wird in der Chemie verwendet, um das Verhalten von Lösungsmitteln zu erklären, wenn ein nichtflüchtiger gelöster Stoff Temperaturänderungen ausgesetzt ist. Dieses Gesetz bestimmt den Dampfdruck eines Lösungsmittels bei einer gegebenen Temperatur in einer idealen Lösung. Der Druck kann ermittelt werden, indem der Molenbruch des Lösungsmittels verwendet und mit dem Dampfdruck des Lösungsmittels bei einer bestimmten Temperatur multipliziert wird, wenn es in seiner reinen Form vorliegt.
Ein Molenbruch ist die Anzahl der Mol eines Lösungsmittels geteilt durch die Gesamtzahl der Mol in der Lösung. Da eine Lösung eine Kombination aus einem Lösungsmittel und einem gelösten Stoff ist, ist die Gesamtzahl der Mol die Mol des Lösungsmittels plus die Mol des gelösten Stoffs. Ein gelöster Stoff ist das, was gelöst wird, und ein Lösungsmittel ist das, in dem der gelöste Stoff gelöst wird.
Dampfdruck entsteht durch Partikel in einer Flüssigkeit, die aus der Flüssigkeit austreten oder verdampfen. Partikel mit höherer Energie, die sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit befinden, können entweichen. Je höher die Temperatur, desto mehr Energie, desto mehr Partikel verdampfen. Nur die Moleküle des Lösungsmittels entweichen aus der Lösung, da die Moleküle des gelösten Stoffs nicht die gleiche Tendenz zur Verdampfung haben.
Beispielsweise ist in einer Lösung von Salzwasser Salz der gelöste Stoff und Wasser das Lösungsmittel. Salz löst sich zwar im Wasser auf, wandelt sich aber im Wasser nicht in Gas um. Nur das Wasser verdunstet.
In einem geschlossenen System stellt sich ein Gleichgewicht ein. Obwohl Partikel immer noch aus der Flüssigkeit austreten, können sie nirgendwo hingehen. Sie prallen einfach von den Wänden des Systems ab und kehren schließlich in die Flüssigkeit zurück. Die sich bewegenden Teilchen erzeugen einen Druck, der als gesättigter Dampfdruck bezeichnet wird.
In reiner Form enthält die Oberfläche eines flüssigen Lösungsmittels nur die Moleküle des Lösungsmittels. In einer Lösung enthält die Oberfläche jedoch Moleküle des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes. Dies bedeutet, dass weniger Partikel entweichen und der Dampfdruck für eine Lösung geringer ist als für das reine Lösungsmittel. Das Gesetz von Raoult erklärt diese Änderung der austretenden Partikel. Mit dem Molenbruch kann theoretisch bestimmt werden, wie viele Partikel auf der Oberfläche einer Lösung entweichen können, um so den Dampfdruck einer Lösung zu bestimmen.
Die Änderung des Dampfdrucks beeinflusst auch die Schmelz- und Siedepunkte. In Lösungen ist der Schmelzpunkt im Allgemeinen niedriger und der Siedepunkt höher als in der reinen Form des Lösungsmittels.
Das Gesetz von Raoult geht davon aus, dass die getestete Lösung eine ideale Lösung ist. Da ideale Lösungen nur theoretisch sind, wird das Raoultsche Gesetz als einschränkendes Gesetz verwendet. Je näher eine Lösung an der idealen Lösung liegt, desto genauer ist das Raoultsche Gesetz, wenn es auf diese Lösung angewendet wird. Extrem verdünnte Lösungen verhalten sich fast genau so, wie es das Gesetz von Raoult vorsieht, wohingegen konzentrierte Lösungen sich nicht so verhalten, wie es das Gesetz vorsieht.