Raoult の法則の例題 - 揮発性混合物

揮発性溶液の蒸気圧の計算

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この問題例は、Raoult の法則を使用して、混合された 2 つの揮発性溶液の蒸気圧を計算する方法を示しています。

ラウールの法則の例

58.9 g のヘキサン (C₆ひ₁₄) 44.0 g のベンゼン (C₆ひ₆) 60.0 °C で?
与えられた:
60 °C での純粋なヘキサンの蒸気圧は 573 torr です。
60 °C での純粋なベンゼンの蒸気圧は 391 torr です。

解決

ラウールの法則 を表現するために使用できます。 蒸気圧の関係 揮発性溶媒と非揮発性溶媒の両方を含む溶液の。

Raoult の法則は、蒸気圧方程式で表されます。
P_解決= X_溶媒P⁰_溶媒
どこ
P_解決溶液の蒸気圧
バツ_溶媒は溶媒のモル分率
P⁰_溶媒は純溶媒の蒸気圧
2つ以上の揮発性溶液が混合されている場合、混合溶液の各圧力成分を合計して全蒸気圧を求めます。
P_合計= P_{ソリューションA}+ P_溶液B+ ...
ステップ1 - 決定する モル数 成分のモル分率を計算できるように、各溶液の。
から 周期表 、ヘキサンとベンゼンの炭素原子と水素原子の原子質量は次のとおりです。
C = 12 グラム/モル
H = 1 グラム/モル

分子量を使用して、各成分のモル数を見つけます。
モル重量

ヘキサン = 6(12) + 14(1) g/mol
ヘキサンのモル重量 = 72 + 14 g/mol
ヘキサンのモル重量 = 86 g/mol
n_ヘキサン= 58.9 g × 1 モル/86 g
n_ヘキサン= 0.685 モル
ベンゼンのモル重量 = 6(12) + 6(1) g/mol
ベンゼンのモル重量 = 72 + 6 g/mol
ベンゼンのモル重量 = 78 g/mol
n_ベンゼン= 44.0g×1mol/78g
n_ベンゼン= 0.564 モル
ステップ2 - 各溶液のモル分率を見つけます。計算の実行に使用するコンポーネントは関係ありません。実際、作業を確認する良い方法は、ヘキサンとベンゼンの両方について計算を行い、合計が 1 になることを確認することです。
バツ_ヘキサン= n_ヘキサン/(n_ヘキサン+ n_ベンゼン)
バツ_ヘキサン= 0.685/(0.685 + 0.564)
バツ_ヘキサン= 0.685/1.249
バツ_ヘキサン= 0.548
しかないので 2 つのソリューション 存在し、総モル分率は1に等しい：
バツ_ベンゼン= 1 - X_ヘキサン
バツ_ベンゼン= 1 - 0.548
バツ_ベンゼン= 0.452
ステップ 3 - 値を式に代入して、全蒸気圧を求めます。
P_合計= X_ヘキサンP⁰_ヘキサン+ X_ベンゼンP⁰_ベンゼン
P_合計= 0.548 x 573 トル + 0.452 x 391 トル
P_合計= 314 + 177 トル
P_合計= 491トル

答え：

このヘキサンとベンゼンの溶液の 60 °C での蒸気圧は 491 torr です。