Что такое закон Рауля?
Закон Рауля — один из основополагающих принципов физической химии, объясняющий, как растворённое вещество влияет на давление пара растворителя. Согласно ему, парциальное давление пара растворителя над идеальным раствором равно давлению пара чистого растворителя, умноженному на его мольную долю в растворе. Когда в растворитель добавляют нелетучее вещество, мольная доля растворителя становится меньше 1, поэтому давление пара раствора всегда оказывается ниже, чем у чистого растворителя.
Как пользоваться калькулятором
Введите два значения: мольную долю растворителя (число от 0 до 1) и давление пара чистого растворителя (обычно в мм рт. ст., но подойдёт любая единица давления — главное, использовать её последовательно). Калькулятор выдаст давление пара раствора и величину его понижения, то есть на сколько растворённое вещество снизило давление.
Разбор формулы
Основное уравнение выглядит так: $$P_{\text{раствора}} = x_{\text{раств-ля}} \times P^{\circ}_{\text{раств-ля}}$$ Здесь \(x_{\text{раств-ля}}\) — мольная доля растворителя (число молей растворителя, делённое на общее число молей), а \(P^{\circ}_{\text{раств-ля}}\) — давление пара чистого растворителя. Понижение давления пара рассчитывается просто: $$\Delta P = P^{\circ}_{\text{раств-ля}} - P_{\text{раствора}}$$
Пример расчёта
Допустим, давление пара чистой воды равно 100 мм рт. ст., а в сахарном растворе мольная доля воды составляет 0,80. Тогда $$P_{\text{раствора}} = 0{,}80 \times 100 = 80 \text{ мм рт. ст.}$$ Понижение давления пара равно $$100 - 80 = 20 \text{ мм рт. ст.}$$
Частые вопросы
Работает ли закон Рауля для всех растворов? Точно он выполняется только для идеальных растворов. Реальные растворы отклоняются от него, особенно при высоких концентрациях растворённого вещества, но для разбавленных растворов это отличное приближение.
А если растворённое вещество летучее? Тогда давление пара создают оба компонента, и общее давление равно сумме парциальных давлений каждого из них (причём для каждого применяется собственное слагаемое по закону Рауля).
В каких единицах вводить данные? Подойдёт любая единица давления (мм рт. ст., кПа, атм), ведь мольная доля безразмерна. Результат получится в той же единице, что вы ввели.
