Wat is de wet van Raoult?
De wet van Raoult wordt in de chemie gebruikt om het gedrag van oplosmiddelen te verklaren wanneer een niet-vluchtige opgeloste stof wordt blootgesteld aan temperatuurschommelingen. Deze wet bepaalt de dampspanning van een oplosmiddel bij een gegeven temperatuur in een ideale oplossing. De druk kan worden gevonden door de molfractie van het oplosmiddel te gebruiken en het te vermenigvuldigen met de dampdruk van het oplosmiddel bij een specifieke temperatuur wanneer het in zijn pure vorm is.
Een molfractie is het aantal mol oplosmiddel gedeeld door het totale aantal mol in de oplossing. Aangezien een oplossing een combinatie is van een oplosmiddel en een opgeloste stof, is het totale aantal mol de mol van het oplosmiddel plus de mol van de opgeloste stof. Een opgeloste stof is wat wordt opgelost, en een oplosmiddel is waarin de opgeloste stof is opgelost.
Dampspanning ontstaat door deeltjes in een vloeistof die uit de vloeistof ontsnapt of verdampt. Deeltjes met hogere energie die zich op het vloeistofoppervlak bevinden, kunnen ontsnappen. Hoe hoger de temperatuur, hoe meer energie, dus hoe meer deeltjes verdampen. Alleen de moleculen van het oplosmiddel ontsnappen uit de oplossing omdat de moleculen van de opgeloste stof niet dezelfde neiging hebben om te verdampen.
In een oplossing van zout water is zout bijvoorbeeld de opgeloste stof en water is het oplosmiddel. Hoewel zout in het water oplost, verandert het niet in een gas terwijl het in het water is. Alleen het water verdampt.
In een gesloten systeem is er een evenwicht. Hoewel deeltjes nog steeds uit de vloeistof ontsnappen, kunnen ze nergens heen, dus stuiteren ze gewoon van de wanden van het systeem en keren uiteindelijk terug naar de vloeistof. De bewegende deeltjes creëren druk, verzadigde dampdruk genoemd.
In een zuivere vorm bevat het oppervlak van een vloeibaar oplosmiddel alleen de moleculen van het oplosmiddel. In een oplossing bevat het oppervlak echter moleculen van het oplosmiddel en de opgeloste stof. Dit betekent dat minder deeltjes zullen ontsnappen en dat de dampspanning minder zal zijn voor een oplossing dan voor het zuivere oplosmiddel. De wet van Raoult verklaart deze verandering in ontsnappende deeltjes. Met behulp van de molfractie is het theoretisch mogelijk om te bepalen hoeveel deeltjes op het oppervlak van een oplossing kunnen ontsnappen, waardoor de dampspanning van een oplossing wordt bepaald.
De verandering in dampdruk heeft ook effect op smelt- en kookpunten. In oplossingen is het smeltpunt in het algemeen lager en het kookpunt hoger dan in de zuivere vorm van het oplosmiddel.
De wet van Raoult veronderstelt dat de geteste oplossing een ideale oplossing is. Aangezien ideale oplossingen alleen theoretisch zijn, wordt de wet van Raoult als beperkende wet gebruikt. Hoe dichter een oplossing bij een ideale oplossing komt, hoe nauwkeuriger de wet van Raoult zal zijn wanneer deze op die oplossing wordt toegepast. Extreem verdunde oplossingen gedragen zich bijna precies zoals de wet van Raoult zegt, terwijl geconcentreerde oplossingen zich niet helemaal gedragen zoals de wet suggereert.