Quelle est la loi de Raoult?

La loi de Raoult est utilisée en chimie pour expliquer le comportement des solvants lorsqu'un soluté non volatil est exposé à des changements de température. Cette loi détermine la pression de vapeur d'un solvant à une température donnée dans une solution idéale. La pression peut être trouvée en utilisant la fraction molaire du solvant et en la multipliant par la pression de vapeur du solvant à une température spécifique quand il est sous sa forme pure.

Une fraction molaire est le nombre de moles d'un solvant divisé par le nombre total de moles de la solution. Puisqu'une solution est une combinaison d'un solvant et d'un soluté, le nombre total de moles est constitué des moles du solvant plus les moles du soluté. Un soluté est ce qui est dissous, et un solvant est ce dans quoi le soluté est dissous.

La pression de vapeur résulte des particules d'un liquide s'échappant du liquide ou s'évaporant. Les particules à haute énergie qui se trouvent à la surface du liquide peuvent s'échapper. Plus la température est élevée, plus il y a d'énergie, donc plus de particules s'évaporent. Seules les molécules du solvant s'échappent de la solution car les molécules du soluté n'ont pas la même tendance à s'évaporer.

Par exemple, dans une solution d'eau salée, le sel est le soluté et l'eau, le solvant. Bien que le sel se dissolve dans l'eau, il ne se transforme pas en gaz lorsqu'il est dans l'eau. Seule l'eau s'évapore.

Dans un système fermé, un équilibre est établi. Bien que les particules continuent d'échapper au liquide, elles n'ont nulle part où aller. Elles ne font donc que rebondir sur les parois du système et finalement retourner dans le liquide. Les particules en mouvement créent une pression, appelée pression de vapeur saturée.

Dans une forme pure, la surface d'un solvant liquide ne contient que les molécules du solvant. Cependant, dans une solution, la surface contient des molécules du solvant et du soluté. Cela signifie que moins de particules s'échapperont et que la pression de vapeur sera moindre pour une solution que pour le solvant pur. La loi de Raoult explique ce changement dans les particules qui s'échappent. En utilisant la fraction molaire, il est théoriquement possible de déterminer combien de particules à la surface d'une solution seront capables de s'échapper, déterminant ainsi la pression de vapeur d'une solution.

Le changement de pression de vapeur affecte également les points de fusion et d'ébullition. Dans les solutions, le point de fusion est généralement inférieur et le point d'ébullition supérieur à celui du solvant.

La loi de Raoult suppose que la solution testée est la solution idéale. Les solutions idéales n'étant que théoriques, la loi de Raoult est utilisée comme loi limitante. Plus une solution est proche d'une solution idéale, plus la loi de Raoult sera précise lorsqu'elle sera appliquée à cette solution. Les solutions extrêmement diluées se comportent presque exactement comme le dit la loi de Raoult, alors que les solutions concentrées ne se comporteront pas exactement comme le suggère la loi.