ラウールの法則とは何ですか？

ラウールの法則は、不揮発性溶質が温度変化にさらされたときの溶媒の挙動を説明するために化学で使用されます。 この法則は、理想的な溶液の特定の温度における溶媒の蒸気圧を決定します。 圧力は、溶媒のモル分率を使用して、特定の温度での純粋な形の溶媒の蒸気圧で乗算することで見つけることができます。

モル分率は、溶媒のモル数を溶液中の総モル数で割ったものです。 溶液は溶媒と溶質の組み合わせなので、総モル数は溶媒のモルに溶質のモルを加えたものです。 溶質は溶けているものであり、溶媒は溶質が溶けているものです。

蒸気圧は、液体中の粒子が液体から逃げる、または蒸発することで発生します。 液体の表面にある高エネルギーの粒子は逃げることができます。 温度が高いほど、エネルギーが多くなるため、より多くの粒子が蒸発します。 溶質の分子は蒸発する傾向が同じではないため、溶媒の分子のみが溶液から漏れます。

たとえば、塩水の溶液では、塩が溶質であり、水が溶媒です。 塩は水に溶けますが、水の中ではガスに変わりません。 水だけが蒸発します。

閉じたシステムでは、平衡が確立されます。 粒子はまだ液体から逃げていますが、行く場所がないため、システムの壁で跳ね返り、最終的に液体に戻ります。 動く粒子は、飽和蒸気圧と呼ばれる圧力を作り出します。

純粋な形では、液体溶媒の表面には溶媒の分子のみが含まれています。 ただし、溶液では、表面に溶媒と溶質の分子が含まれています。 これは、より少ない粒子が逃げることを意味し、蒸気圧は純粋な溶媒よりも溶液の方が低くなります。 ラウルの法則は、粒子の脱出におけるこの変化を説明しています。 モル分率を使用して、溶液の表面にある粒子のうち何個が逃げることができるかを理論的に判断し、溶液の蒸気圧を判断することができます。

蒸気圧の変化は、融点と沸点にも影響します。 溶液では、溶媒の純粋な形態よりも一般に融点が低く、沸点が高くなります。

ラウールの法則は、テスト対象のソリューションが理想的なソリューションであると想定しています。 理想的な解は理論的なものにすぎないため、ラウルの法則は制限法として使用されます。 解決策が理想的な解決策に近ければ近いほど、その解決策に適用されるときのラウルの法則はより正確になります。 非常に希薄なソリューションは、Raoultの法則が示すようにほぼ正確に動作しますが、集中ソリューションは、法律が示唆するようにまったく動作しません。