Esercizi sulla tensione di vapore di soluti volatili

Tensione di vapore: legge di Raoult e esercizi

Il chimico francese François-Marie Raoult, nel 1887, studiò le soluzioni e scoprì che le soluzioni ideali mostrano un’abbassamento della tensione di vapore, proporzionale alla quantità di soluto presente.

La legge di Raoult per soluzioni costituite da un soluto non volatile, come acqua e saccarosio, può essere espressa come:

p = p°X

Dove p è la tensione di vapore della soluzione, p° la tensione di vapore del solvente puro e X è la frazione molare del solvente.

Se una soluzione è costituita da un soluto volatile, come una soluzione di benzene e toluene, la tensione di vapore è dovuta ad entrambi i componenti. La legge di Raoult per soluti volatili può essere espressa come:

p = p°_AX_A + p°_BX_B

Esercizi:

– Calcolare la tensione di vapore di una soluzione costituita da 1.40 moli di cicloesano e 2.50 moli di acetone sapendo che p° del cicloesano è 97.6 torr e p° dell’acetone è 229.5 torr.

Le moli totali sono pari a 1.40 + 2.50 = 3.90. Si calcolano le frazioni molari:
Frazione molare del cicloesano = 1.40/3.90 = 0.359
Frazione molare dell’acetone = 2.50/3.90 = 0.641
La tensione di vapore della soluzione è pertanto:
p = (97.6 · 0.359) + (0.641 · 229.5) = 182 torr

– Calcolare la tensione di vapore di una soluzione costituita da 252.0 g di n-pentano e da 1400 g di n-eptano a 20°C sapendo che, a questa temperatura p° del n-pentano è 420 mm Hg e p° del n-eptano è 36 mm Hg.

Calcolando le rispettive frazioni molari si ottiene:
Frazione molare del n-pentano = 3.49/17.5 = 0.200
Frazione molare del n-eptano = 14.0/17.5 = 0.800
La tensione di vapore della soluzione è pertanto:
p = (420 · 0.200) + (36 · 0.800) = 112.8 mm Hg

– Calcolare la frazione molare di benzene in una soluzione costituita da benzene e toluene sapendo che la tensione di vapore della soluzione è di 500 torr e che p° benzene è 745 torr e p° toluene è 290 torr.

La frazione molare del benzene è di 0.462.