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.
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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°AXA + p°BXB
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.
