Raoult's Law Esempio Problem - Miscela volatile

Questo problema di esempio dimostra come utilizzare la Legge di Raoult per calcolare la pressione di vapore di due soluzioni volatili mescolate insieme.

Esempio di legge di Raoult

Qual è la pressione di vapore prevista quando 58.9 g di esano (C₆H₁₄) viene miscelato con 44,0 g di benzene (C₆H₆) a 60,0 ° C?
Dato:
La tensione di vapore di esano puro a 60 ° C è di 573 torr.
La tensione di vapore del benzene puro a 60 ° C è 391 torr.

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 dall'equazione della pressione del vapore:
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
Quando vengono miscelate due o più soluzioni volatili, ciascun componente di pressione della soluzione miscelata viene aggiunto insieme per trovare la pressione di vapore totale.
P_Totale = P_{soluzione A} + P_{soluzione B} +...
Passo 1 - Determinare il numero di moli di ciascuna soluzione per poter calcolare la frazione molare dei componenti.
Dalla tavola periodica, le masse atomiche degli atomi di carbonio e idrogeno in esano e benzene sono:
C = 12 g / mol
H = 1 g / mol

Usa i pesi molecolari per trovare il numero di moli di ciascun componente:
peso molare

di esano = 6 (12) + 14 (1) g / mol
peso molare dell'esano = 72 + 14 g / mol
peso molare dell'esano = 86 g / mol
n_esano = 58,1 g x 1 mol / 86 g
n_esano = 0,685 mol
peso molare del benzene = 6 (12) + 6 (1) g / mol
peso molare del benzene = 72 + 6 g / mol
peso molare del benzene = 78 g / mol
n_benzene = 44,0 g x 1 mol / 78 g
n_benzene = 0,564 mol
Passo 2 - Trova la frazione molare di ogni soluzione. Non importa quale componente usi per eseguire il calcolo. In effetti, un buon modo per controllare il tuo lavoro è fare il calcolo sia per esano che per benzene e quindi assicurarsi che aggiungano fino a 1.
Χ_esano = n_esano/ (N_esano + n_benzene)
Χ_esano = 0.685 / (0.685 + 0.564)
Χ_esano = 0,685 / 1,249
Χ_esano = 0,548
Poiché sono presenti solo due soluzioni e la frazione molare totale è uguale a una:
Χ_benzene = 1 - Χ_esano
Χ_benzene = 1 - 0,548
Χ_benzene = 0.452
Passaggio 3 - Trova la pressione di vapore totale inserendo i valori nell'equazione:
P_Totale = Χ_esanoP⁰_esano + Χ_benzeneP⁰_benzene
P_Totale = 0,548 x 573 torr + 0,452 x 391 torr
P_Totale = 314 + 177 torr
P_Totale = 491 torr

Risposta:

La tensione di vapore di questa soluzione di esano e benzene a 60 ° C è 491 torr.