Как использовать закон Рауля для расчета изменения давления пара

Тодд Хелменстайн — писатель и иллюстратор, преподающий физику и математику в колледже. Он имеет степень бакалавра в области физики и математики.

В этом примере задачи показано, как использовать закон Рауля для расчета изменения давления пара при добавлении нелетучей жидкости в растворитель.

Проблема

Как изменится давление пара, если 164 г глицерина (C₃ЧАС₈О₃) добавляют к 338 мл H₂О при 39,8 ° С.
Давление паров чистого H₂O при 39,8 ° C составляет 54,74 торр.
Плотность H₂O при 39,8 ° C составляет 0,992 г / мл.

Решение

Закон Рауля можно использовать для выражения отношений давления паров растворов, содержащих как летучие, так и нелетучие растворители. Закон Рауля выражается
п_{решение} = х_{растворитель}Р 0 _{растворитель} куда
п_{решение} давление пара над раствором
Χ_{растворитель} молярная доля растворителя
Р 0 _{растворитель} давление паров чистого растворителя

Определите молярную долю раствора

молярная масса_{глицерин} (С₃ЧАС₈О₃) = 3(12)+8(1)+3(16) г/моль
молярная масса_{глицерин} = 36+8+48 г/моль
молярная масса_{глицерин} = 92 г/моль
родинки_{глицерин} = 164 г x 1 моль/92 г
родинки_{глицерин} = 1,78 моль
молярная масса_вода = 2(1)+16 г/моль
молярная масса_вода = 18 г/моль
плотность_вода = масса_вода/объем_вода
масса_вода = плотность_вода х объем_вода
масса_вода = 0,992 г/мл x 338 мл
масса_вода = 335,296 г
родинки_вода = 335,296 г x 1 моль/18 г
родинки_вода = 18,63 моль
Χ_{решение} = п_вода/(п_вода + п_{глицерин})
Χ_{решение} = 18.63/(18.63 + 1.78)
Χ_{решение} = 18.63/20.36
Χ_{решение} = 0.91

Найдите давление паров раствора.

п_{решение} = х_{растворитель}Р 0 _{растворитель}
п_{решение} = 0,91 х 54,74 торр
п_{решение} = 49,8 торр

Найдите изменение давления пара

Изменение давления P_{окончательный} — П_О
Изменение = 49,8 Торр — 54,74 Торр
изменение = -4,94 торр

Отвечать

Давление паров воды снижается на 4,94 Торр при добавлении глицерина.