Come utilizzare la legge di Raoult per calcolare il cambiamento della pressione del vapore

Questo problema di esempio dimostra come utilizzare la legge di Raoult per calcolare la variazione della tensione di vapore aggiungendo un liquido non volatile a un solvente.

Problema

Qual è la variazione della tensione di vapore quando 164 g di glicerina (C₃H₈O₃) viene aggiunto a 338 ml di H₂O a 39,8 ° C.
La tensione di vapore di H puro₂O a 39.8 ° C è 54.74 torr
La densità di H₂O a 39,8 ° C è 0,992 g / mL.

Soluzione

La legge di Raoult può essere utilizzata per esprimere le relazioni di pressione di vapore di soluzioni contenenti solventi sia volatili che non volatili. La legge di Raoult è espressa da
P_soluzione = Χ_solventeP⁰_solvente dove
P_soluzione è la tensione di vapore della soluzione
Χ_solvente è la frazione molare del solvente
P⁰_solvente è la tensione di vapore del solvente puro

Determinare la frazione molare della soluzione

peso molare_Glicerina (C₃H₈O₃) = 3 (12) +8 (1) +3 (16) g / mol
peso molare_Glicerina = 36 + 8 + 48 g / mol
peso molare_Glicerina = 92 g / mol
talpe_Glicerina = 164 g x 1 mol / 92 g
talpe_Glicerina = 1,78 mol
peso molare_acqua = 2 (1) +16 g / mol
peso molare_acqua = 18 g / mol
densità_acqua = massa_acqua/volume_acqua
massa_acqua = densità_acqua volume x_acqua
massa_acqua = 0.992 g / mL x 338 mL
massa_acqua = 335.296 g
talpe_acqua = 335,296 g x 1 mol / 18 g
talpe_acqua = 18,63 mol
Χ_soluzione = n_acqua/ (N_acqua + n_Glicerina)
Χ_soluzione = 18.63 / (18.63 + 1.78)
Χ_soluzione = 18.63 / 20.36
Χ_soluzione = 0.91

Trova la pressione di vapore della soluzione

P_soluzione = Χ_solventeP⁰_solvente
P_soluzione = 0,91 x 54,74 torr
P_soluzione = 49,8 torr

Trova il cambiamento nella pressione del vapore

La variazione di pressione è P_finale - P_O
Modifica = 49,8 torr - 54,74 torr
cambio = -4,94 torr

Risposta

La pressione di vapore dell'acqua viene ridotta di 4,94 torr con l'aggiunta della glicerina.