Raoults lov

Raoults lov relaterer det partielle trykket til en komponent i dampen over en væskeblanding med konsentrasjonen av denne komponenten i væsken. Den ble funnet av den franske fysiker François-Marie Raoult i 1887. Han løste opp forskjellige stoffer i en væske og fant ved direkte målinger at dens damptrykk ble redusert med en faktor som kun var avhengig av antall oppløste partikler og uavhengig av hva slags partikler det var. 

Kalles molfraksjonen av tilsatte partikler for x1 slik at molfraksjonen til de opprinnelige væskepartiklene er , sier loven at trykket P  til disse opprinnelige partiklene i dampen over væsken er

 

hvor P0  er damptrykket til væsken før tilsetningen av de andre partiklene. Denne kolligative effekten er tett forbundet med frysepunktsnedsettelsen og kokepunktsforhøyelsen til væsken hvor det er oppløst andre partikler. 

Loven er mest nøyaktig når molfraksjonen x1   av tilsatte partikler er liten, det vil si når x0  er nær en. Da kan reduksjonen  av damptrykket skrives som

 

Inneholder blandingen en liten masse m  av kun en ekstra komponent med molmasse M, er molfraksjonen x1  proporsjonal med antall mol  av denne komponenten. Man kan derfor bruke dette resultatet til å bestemme molmassen M  til partiklene i den tilsatte  væskemengden m.
 
Er væsken en ideell blanding av flyktige væsker, vil dampen også bestå av en blanding av dampene fra de forskjellige komponentene i væsken. Antas det videre at disse kan beskrives som ideelle gasser, kan man ved enkel bruk av  det kjemiske potensialet for hver komponent i  vise at de har partialtrykkene 

 

hvor nå Pi0  er damptrykket hvis væsken besto av denne komponenten alene. Dette er en generalisert utgave av Raoults lov. Men de fleste reelle blandinger viser betydelige avvik fra den enkle formelen.

Binær blanding

En binær blanding består av kun to komponenter. Antas det at de tilsvarende damptrykkene følger Raoults generaliserte lov for ideelle blandinger, er damptrykket til de to komponentene henholdsvis  og . Her er molfraksjonene gitt ved antallet av partikler  som befinner seg i væsken slik at  og tilsvarende for x1. Som vist i figuren, øker  partialtrykket P1  lineært med x1, mens P0 avtar lineært med samme variabel da .

Ifølge Daltons lov er totaltrykket P  i dampen over væskeblandingen summen av de to partialtrykkene, det vil si

 

Dette fremstiller en rett linje mellom de to rene damptrykkene P00  og P10  som vist i figuren til høyre. Den viser også at partialtrykket P1  alltid er mindre enn det rene trykket P10  selv om totaltrykket P  for dampen til væskeblandingen er større enn dette rene trykket.

Partialtrykkene for dampen over en ikke-ideell blanding av reelle væsker vil i alminnelighet ikke variere lineært med konsentrasjonen  x1  som vist i figuren for en ideell blanding.  Linjene som forbinder de rene trykkene  P00  og P10 ,  vil da være krumme og ligge over eller under de rette linjene i figuren. 
Men ser man for eksempel på komponent 1, så vil  være tilnærmet riktig når x1  er nær en. Denne komponenten kan da betraktes som oppløsningsmiddelet og har et damptrykk i overensstemmelse med Raoults opprinnelige formulering av loven. Men når  x1  er liten og nær null, gjelder ikke denne formelen for partialtrykket P1. I stedet finner man en annen lineær sammenheng  hvor konstanten K10   er forskjellig fra  P10 . Denne nye, lineære sammenhengen kalles for Henrys lov.

Litteratur

 D. ter Haar and H. Wergeland,  Elements of Thermodynamics, Addison-Wesley Publishing Co. (1966).
 G.W. Castellan, Physical Chemistry, Addison-Wesley Publishing Company, New York (1971). ISBN 0-20-110386-9.

Termodynamikk
Fysikalsk kjemi