Qual è la legge di Raoult?

La legge di Raoult è usata in chimica per spiegare il comportamento dei solventi quando un soluto non volatile è esposto alle variazioni di temperatura. Questa legge determina la tensione di vapore di un solvente a una data temperatura in una soluzione ideale. La pressione può essere trovata usando la frazione molare del solvente e moltiplicandola per la pressione di vapore del solvente ad una temperatura specifica quando è nella sua forma pura.

Una frazione molare è il numero di moli di un solvente diviso per il numero totale di moli nella soluzione. Poiché una soluzione è una combinazione di un solvente e un soluto, il numero totale di moli è rappresentato dalle talpe del solvente più le talpe del soluto. Un soluto è ciò che viene dissolto, e un solvente è ciò in cui il soluto viene dissolto.

La pressione di vapore risulta dalle particelle in un liquido che fuoriesce dal liquido o che evapora. Le particelle con maggiore energia che si trovano sulla superficie del liquido possono fuoriuscire. Maggiore è la temperatura, maggiore è l'energia, quindi più particelle evaporano. Solo le molecole del solvente fuggono dalla soluzione perché le molecole del soluto non hanno la stessa tendenza ad evaporare.

Ad esempio, in una soluzione di acqua salata, il sale è il soluto e l'acqua è il solvente. Sebbene il sale si dissolva nell'acqua, non si trasforma in gas mentre si trova nell'acqua. Solo l'acqua evapora.

In un sistema chiuso, viene stabilito un equilibrio. Sebbene le particelle sfuggano ancora al liquido, non hanno nessun posto dove andare, quindi rimbalzano sulle pareti del sistema e alla fine ritornano nel liquido. Le particelle in movimento creano pressione, chiamata pressione di vapore saturo.

In una forma pura, la superficie di un solvente liquido contiene solo le molecole del solvente. In una soluzione, tuttavia, la superficie contiene molecole del solvente e del soluto. Ciò significa che un minor numero di particelle fuggirà e la pressione del vapore sarà inferiore per una soluzione rispetto al solvente puro. La legge di Raoult spiega questo cambiamento nelle particelle in fuga. Usando la frazione molare, è teoricamente possibile determinare quante particelle sulla superficie di una soluzione saranno in grado di sfuggire, determinando così la tensione di vapore di una soluzione.

La variazione della tensione di vapore influenza anche i punti di fusione e di ebollizione. Nelle soluzioni, il punto di fusione è generalmente più basso e il punto di ebollizione più alto che nella forma pura del solvente.

La legge di Raoult presuppone che la soluzione in esame sia la soluzione ideale. Poiché le soluzioni ideali sono solo teoriche, la legge di Raoult è usata come una legge limitante. Più una soluzione è vicina all'essere una soluzione ideale, più precisa sarà la legge di Raoult quando applicata a quella soluzione. Le soluzioni estremamente diluite si comportano quasi esattamente come afferma la legge di Raoult, mentre le soluzioni concentrate non si comporteranno esattamente come suggerisce la legge.