Raoult's Law Beispielproblem - Flüchtige Mischung

Berechnung des Dampfdrucks flüchtiger Lösungen

rclassenlayouts / Getty Images

Dieses Beispielproblem demonstriert, wie man das Raoultsche Gesetz verwendet, um den Dampfdruck von zwei flüchtigen Lösungen zu berechnen, die miteinander gemischt werden.

Beispiel Raoults Gesetz

Wie hoch ist der zu erwartende Dampfdruck, wenn 58,9 g Hexan (C₆H₁₄) wird mit 44,0 g Benzol (C₆H₆) bei 60,0 °C?
Gegeben:
Der Dampfdruck von reinem Hexan bei 60 °C beträgt 573 Torr.
Der Dampfdruck von reinem Benzol bei 60 °C beträgt 391 Torr.

Lösung

Raoults Gesetz kann verwendet werden, um die auszudrücken Dampfdruckverhältnisse von Lösungen, die sowohl flüchtige als auch nichtflüchtige Lösungsmittel enthalten.

Das Gesetz von Raoult wird durch die Dampfdruckgleichung ausgedrückt:
P_Lösung= X_{Lösungsmittel}P⁰_{Lösungsmittel}
wo
P_Lösungist der Dampfdruck der Lösung
X_{Lösungsmittel}der Molenbruch des Lösungsmittels ist
P⁰_{Lösungsmittel}ist der Dampfdruck des reinen Lösungsmittels
Wenn zwei oder mehr flüchtige Lösungen gemischt werden, wird jede Druckkomponente der gemischten Lösung addiert, um den Gesamtdampfdruck zu finden.
P_Gesamt= P_{Lösung A}+ S_LösungB+ ...
Schritt 1 - Bestimmen Sie die Anzahl der Maulwürfe jeder Lösung, um den Stoffmengenanteil der Komponenten berechnen zu können.
Von dem Periodensystem , sind die Atommassen der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome in Hexan und Benzol:
C = 12 g/Mol
H = 1 g/mol

Verwenden Sie die Molekulargewichte, um die Anzahl der Mole jeder Komponente zu finden:
Molgewicht

Hexan = 6(12) + 14(1) g/mol
Molmasse von Hexan = 72 + 14 g/mol
Molmasse von Hexan = 86 g/mol
n_Hexan= 58,9 g x 1 mol/86 g
n_Hexan= 0,685 mol
Molgewicht Benzol = 6(12) + 6(1) g/mol
Molgewicht Benzol = 72 + 6 g/mol
Molgewicht Benzol = 78 g/mol
n_Benzol= 44,0 g x 1 mol/78 g
n_Benzol= 0,564 mol
Schritt 2 - Finden Sie den Molenbruch jeder Lösung. Es spielt keine Rolle, mit welcher Komponente Sie die Berechnung durchführen. Tatsächlich ist es eine gute Möglichkeit, Ihre Arbeit zu überprüfen, indem Sie die Berechnung für Hexan und Benzol durchführen und dann sicherstellen, dass die Summe 1 ergibt.
X_Hexan= n_Hexan/(n_Hexan+ n_Benzol)
X_Hexan= 0,685/(0,685 + 0,564)
X_Hexan= 0,685/1,249
X_Hexan= 0,548
Da gibt es nur zwei Lösungen vorhanden und der gesamte Molenbruch ist gleich eins:
X_Benzol= 1 - X_Hexan
X_Benzol= 1 - 0,548
X_Benzol= 0,452
Schritt 3 - Ermitteln Sie den Gesamtdampfdruck, indem Sie die Werte in die Gleichung einsetzen:
P_Gesamt= X_HexanP⁰_Hexan+X_BenzolP⁰_Benzol
P_Gesamt= 0,548 x 573 Torr + 0,452 x 391 Torr
P_Gesamt= 314 + 177 Torr
P_Gesamt= 491 Torr

Antworten:

Der Dampfdruck dieser Lösung aus Hexan und Benzol bei 60 °C beträgt 491 Torr.