Raoult's Law Beispiel Problem - Flüchtiges Gemisch

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie mit dem Raoultschen Gesetz der Dampfdruck zweier miteinander vermischter flüchtiger Lösungen berechnet wird.

Raoult's Law Beispiel

Was ist der erwartete Dampfdruck, wenn 58,9 g Hexan (C₆H₁₄) wird mit 44,0 g Benzol (C₆H₆) bei 60,0ºC?
Gegeben:
Der Dampfdruck von reinem Hexan bei 60 ° C beträgt 573 Torr.
Der Dampfdruck von reinem Benzol bei 60 ° C beträgt 391 Torr.

Lösung

Das Raoultsche Gesetz kann verwendet werden, um die Dampfdruckverhältnisse von Lösungen auszudrücken, die sowohl flüchtige als auch nichtflüchtige Lösungsmittel enthalten.

Das Raoultsche Gesetz wird durch die Dampfdruckgleichung ausgedrückt:
P_Lösung = Χ_{Lösungsmittel}P⁰_{Lösungsmittel}
wo
P_Lösung ist der Dampfdruck der Lösung
Χ_{Lösungsmittel} Molenbruchteil des Lösungsmittels ist
P⁰_{Lösungsmittel} ist der Dampfdruck des reinen Lösungsmittels
Wenn zwei oder mehr flüchtige Lösungen gemischt werden, wird jede Druckkomponente der gemischten Lösung zusammenaddiert, um den Gesamtdampfdruck zu ermitteln.
P_Gesamt = P_{Lösung A} + P_{Lösung B} +…
Schritt 1 - Bestimmen Sie die Anzahl der Mole jeder Lösung, um den Molenbruch der Komponenten berechnen zu können.
Aus dem Periodensystem sind die Atommassen der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome in Hexan und Benzol:
C = 12 g / mol
H = 1 g / mol

Verwenden Sie die Molekulargewichte, um die Anzahl der Mole jeder Komponente zu ermitteln:
Molgewicht

Hexan = 6 (12) + 14 (1) g / mol
Molekulargewicht Hexan = 72 + 14 g / mol
Molekulargewicht Hexan = 86 g / mol
n_Hexan = 58,9 g × 1 mol / 86 g
n_Hexan = 0,685 mol
Molekulargewicht von Benzol = 6 (12) + 6 (1) g / mol
Molekulargewicht Benzol = 72 + 6 g / mol
Molekulargewicht Benzol = 78 g / mol
n_Benzol = 44,0 g × 1 mol / 78 g
n_Benzol = 0,564 mol
Schritt 2 - Finden Sie den Molenbruch jeder Lösung. Es spielt keine Rolle, mit welcher Komponente Sie die Berechnung durchführen. Eine gute Möglichkeit, Ihre Arbeit zu überprüfen, besteht darin, die Berechnung sowohl für Hexan als auch für Benzol durchzuführen und dann sicherzustellen, dass sie sich zu 1 addieren.
Χ_Hexan = n_Hexan/ (n_Hexan + n_Benzol)
Χ_Hexan = 0,685 / (0,685 + 0,564)
Χ_Hexan = 0,685 / 1,249
Χ_Hexan = 0,548
Da es nur zwei Lösungen gibt und der gesamte Molenbruch gleich eins ist:
Χ_Benzol = 1 - Χ_Hexan
Χ_Benzol = 1 - 0,548
Χ_Benzol = 0,452
Schritt 3 - Ermitteln Sie den Gesamtdampfdruck, indem Sie die Werte in die folgende Gleichung eingeben:
P_Gesamt = Χ_HexanP⁰_Hexan + Χ_BenzolP⁰_Benzol
P_Gesamt = 0,548 × 573 Torr + 0,452 × 391 Torr
P_Gesamt = 314 + 177 Torr
P_Gesamt = 491 Torr

Antworten:

Der Dampfdruck dieser Lösung von Hexan und Benzol bei 60ºC beträgt 491 Torr.