Raoult's Law Voorbeeld Probleem - Vluchtig mengsel

Dampdruk van vluchtige oplossingen berekenen

rclassenlayouts / Getty Images

Dit voorbeeldprobleem laat zien hoe je de wet van Raoult kunt gebruiken om de dampdruk te berekenen van twee vluchtige oplossingen die met elkaar zijn gemengd.

Voorbeeld van de wet van Raoult

Wat is de verwachte dampspanning als 58,9 g hexaan (C₆H₁₄) wordt gemengd met 44,0 g benzeen (C₆H₆) bij 60,0 °C?
Gegeven:
Dampspanning van zuiver hexaan bij 60 °C is 573 torr.
Dampspanning van pure benzeen bij 60 ° C is 391 torr.

Oplossing

De wet van Raoult kan worden gebruikt om de . uit te drukken dampdruk relaties van oplossingen die zowel vluchtige als niet-vluchtige oplosmiddelen bevatten.

De wet van Raoult wordt uitgedrukt door de dampdrukvergelijking:
P_oplossing= X_oplosmiddelP⁰_oplosmiddel
waar
P_oplossingis de dampdruk van de oplossing
X_oplosmiddelis molfractie van het oplosmiddel
P⁰_oplosmiddelis de dampdruk van het zuivere oplosmiddel
Wanneer twee of meer vluchtige oplossingen worden gemengd, wordt elke drukcomponent van de gemengde oplossing bij elkaar opgeteld om de totale dampdruk te vinden.
P_Totaal= P_{oplossing A}+ P_{oplossing B}+ ...
Stap 1 - Bepalen aantal mol van elke oplossing om de molfractie van de componenten te kunnen berekenen.
Van de periodiek systeem , de atoommassa's van de koolstof- en waterstofatomen in hexaan en benzeen zijn:
C = 12 g/mol
H = 1 g/mol

Gebruik de molecuulgewichten om het aantal mol van elke component te vinden:
molair gewicht

hexaan = 6(12) + 14(1) g/mol
molgewicht van hexaan = 72 + 14 g/mol
molgewicht van hexaan = 86 g/mol
n_hexaan= 58,9 g x 1 mol/86 g
n_hexaan= 0,685 mol
molgewicht van benzeen = 6(12) + 6(1) g/mol
molgewicht benzeen = 72 + 6 g/mol
molgewicht benzeen = 78 g/mol
n_benzeen= 44,0 g x 1 mol/78 g
n_benzeen= 0,564 mol
Stap 2 - Vind de molfractie van elke oplossing. Het maakt niet uit welk onderdeel u gebruikt om de berekening uit te voeren. Een goede manier om uw werk te controleren, is door de berekening voor zowel hexaan als benzeen uit te voeren en er vervolgens voor te zorgen dat ze optellen tot 1.
X_hexaan= nee_hexaan/(n_hexaan+ nee_benzeen)
X_hexaan= 0,685/(0,685 + 0,564)
X_hexaan= 0,685/1.249
X_hexaan= 0,548
Aangezien er slechts twee oplossingen aanwezig en de totale molfractie is gelijk aan één:
X_benzeen= 1 - X_hexaan
X_benzeen= 1 - 0,548
X_benzeen= 0,452
Stap 3 - Vind de totale dampdruk door de waarden in de vergelijking in te vullen:
P_Totaal= X_hexaanP⁰_hexaan+ X_benzeenP⁰_benzeen
P_Totaal= 0,548 x 573 torr + 0,452 x 391 torr
P_Totaal= 314 + 177 torr
P_Totaal= 491 torr

Antwoorden:

De dampdruk van deze oplossing van hexaan en benzeen bij 60 °C is 491 torr.