解决方案

液体溶液的蒸汽压

让我们考虑两种具有两种组分1和2的挥发性液体的二元溶液。在密闭容器中，这两种组分都会蒸发，最终汽相和液相会达到平衡。在这一阶段，让我们假设总蒸汽压为p_总计和p₁和p₂是1和2这两个组分的蒸汽分压。这些分压与摩尔分数x有关₁和x₂这两个分量的顺序。

Roult法:对于挥发性液体的溶液，溶液各组分的分蒸汽压与其在溶液中的摩尔分数成正比。

因此，对于组件1

' p_1∝x_1 '

' p_1=p_1^0x_1 ' ...............(3)

这里，“p_1^0”是相同温度下纯组分1的蒸汽压。

类似地，对于组件2

' p_2 = p_2 x_2 ^ 0 ` .............( 4)

根据道尔顿分压定律，总压力(p_总计)在容器中溶液相上的压强将是溶液各组分分压的和。

因此,“p_text(总)= x_1p_1 ^ 0 + x_2p_2 ^ 0 ` ................( 5)

' = (1-x_2) p_1 ^ 0 + x_2p_2 ^ 0 '

' = p_1 ^ 0 + (p_2 ^ 0-p_1 ^ 0) x_2 ` ..................( 6)

由式(6)可以得出以下结论

p的图形₁或p₂相对于摩尔分数x₁和x₂给出一个线性图。直线I和II经过x所对应的点₁和x₂等于团结。p的最小值_总计是p₁⁰最大值是p₂⁰．

与溶液平衡的汽相组成由各组分的分压决定。如果y₁和y₂为组分1和组分2在气相中的摩尔分数，根据道尔顿分压定律:

' p_1 = y_1p_text(总)

' p_2 = y_2p_text(总)1 '

在一般情况下

' p_1 = y_1p_text(总 )` .............( 7)

例子:氯仿蒸汽压(CHCl_3.)和二氯甲烷(CH₂Cl₂)分别为200毫米汞柱和415毫米汞柱。(i)计算混合25.5 g CHCl配制的溶液的蒸汽压_3.和40克CH₂Cl₂(ii)各组分在气相中的摩尔分数。

答:CH的摩尔质量₂Cl₂' 12xx1+x_1xx2+35.5xx2=85 ' g mol^－1

CHCl的摩尔质量_3.' =12xx1+1xx1+35.5xx3=11.5 ' g mol^－1

摩尔CH₂Cl₂' =(40克)/ (85 g \文本(摩尔)^(1))= 0.47的摩尔

CHCl的摩尔数_3.' = (25.5 g) / (119.5 g \文本(摩尔)^(1))= 0.213的摩尔

总摩尔数=0.47+0.213=0.683′mol

间(CH_2Cl_2) =(0.47摩尔)/(0.683摩尔)= 0.689

间(CHCl_3) = 1.00 - -0.688 = 0.312 '

溶液的蒸汽压可计算为:

“p_text(总)= p_1 ^ 0 + (p_2 ^ 0-p_1 ^ 0) x_2”

' = 200 + (415 - 200) xx0.688”

' =200+147.9=347.9 ' mm Hg

现在，气相组分的摩尔分数可以计算如下:

' p_(CH_2Cl_2)= 0.6888 xx415 = 285.5 ' mm Hg

' p_(CHCl_3)=0.312xx200=62.4 ' mm Hg

“y_ (CH_2Cl_2) = (285.5) / (347.9) = 0.82

“y_ (CHCl_3) = (62.4) / (347.9) = 0.18

我们知道，根据罗定律，给定溶液中挥发性组分的蒸汽压为:

' p_1 = x_1p_1 ^ 0 '

在气体在液体中的溶液的情况下，其中一种成分是如此易挥发，以至于它以气体的形式存在。其溶解度由亨利定律给出，其表达式如下:

' p = K_H\X '

在这两个方程中，挥发组分的分压与其在溶液中的摩尔分数成正比。因此，罗定律成为亨利定律的一个特例_H成为p₁⁰．