قانون راؤول

Core idea

Overview

ينص قانون راؤول على أن الضغط البخاري الجزئي لمكون في محلول مثالي يساوي ناتج ضرب كسره المولي في الطور السائل والضغط البخاري للمكون النقي. يفترض هذا المبدأ أن القوى الجزيئية بين الجزيئات غير المتشابهة تساوي تلك الموجودة بين الجزيئات المتشابهة في المواد النقية.

When to use: طبق هذه المعادلة عند تحليل المخاليط المثالية حيث تمتلك المكونات تراكيب كيميائية وأحجام جزيئية متشابهة. وهي الأكثر دقة للمحاليل المخففة أو مخاليط السوائل غير القطبية مثل البنزين والتولوين عند ضغوط منخفضة إلى متوسطة.

Why it matters: يوفر هذا القانون الأساس النظري للخواص التجميعية مثل انخفاض ضغط البخار وارتفاع نقطة الغليان. وهو أداة حاسمة للمهندسين الكيميائيين الذين يصممون عمليات التقطير لفصل المخاليط الكيميائية بناءً على التقلب.

Symbols

Variables

$x_{i}$ = Mole Fraction, $P_{i}$ ^* = Pure Vapour Pressure, $P_{i}$ = Partial Pressure

x_{i}

Mole Fraction

Variable

P_{i}^{*}

Pure Vapour Pressure

kPa

P_{i}

Partial Pressure

kPa

Walkthrough

Derivation

صيغة: قانون راؤول

في المحلول المثالي، يساوي ضغط البخار الجزئي للمكون كسره المولي مضروبًا في ضغط بخار المكون النقي.

المحلول مثالي: القوى البين جزيئية A–A، B–B، و A–B متشابهة.
درجة الحرارة ثابتة.

1

اذكر القانون:

الضغط الجزئي يساوي الكسر المولي مضروبًا في ضغط بخار المكون النقي.

p_{A} = x_{A} p_{A}^{⋆}

Result

p_{A} = x_{A} p_{A}^{⋆}

Source: Standard curriculum — A-Level Chemistry (Raoult’s law)

Free formulas

Rearrangements

Solve for $x_{i}$

اجعل xi موضوع المعادلة

x_{i} = \frac{P _{i}}{P _{i}^{*}}

أعد ترتيب قانون راولت، $P_{i} = x_{i} P_{i}^{*}$ ، لإيجاد الكسر المولي ( $x_{i}$ ) لمكون في المحلول، مع الأخذ بعين الاعتبار ضغطه الجزئي ( $P_{i}$ ) وضغط بخار المكون النقي ( $P_{i}^{*}$ ).

Difficulty: 2/5

Solve for $P_{i}^{*}$

اجعل Pi^* موضوع المعادلة

P_{i}^{*} = \frac{P _{i}}{x _{i}}

أعد ترتيب المعادلة لجعل Pist موضوع المعادلة.

Difficulty: 2/5

The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.

Visual intuition

Graph

الرسم البياني عبارة عن خط مستقيم يمر بنقطة الأصل بميل يساوي __EE_SYM_0000__. وبما أن __EE_SYM_0001__ يتناسب طردياً مع __EE_SYM_0002__، فإن مضاعفة الكسر المولي تؤدي إلى زيادة تناسبية في الضغط الجزئي.

Graph type: linear

Why it behaves this way

Intuition

تخيل سطح خليط سائل حيث تتوزع جزيئات المكونات المختلفة عشوائيًا؛ ضغط البخار الجزئي للمكون فوق السائل يتناسب مع نسبته على السطح ومع

Term

الضغط الذي يبذله بخار المكون i فوق المحلول السائل.

يمثل مقدار مساهمة المكون i في ضغط الغاز الكلي؛ يتناسب طرديًا مع عدد جزيئات i التي تهرب من سطح السائل.

Term

نسبة مولات المكون i إلى إجمالي مولات جميع المكونات في المحلول السائل.

يشير إلى نسبة جزيئات المكون i المتاحة على سطح السائل للتبخير المحتمل.

Term

ضغط بخار المكون النقي i عند نفس درجة حرارة المحلول.

هذا هو أقصى ضغط بخار يمكن أن يبذله المكون i، مما يعكس ميله الأصيل للتبخر عند عدم خلطه.

Free study cues

Insight

Canonical usage

تأكد من أن وحدات الضغط متسقة لجميع حدود الضغط وأن الكسر المولي لا بُعد له.

Dimension note

الكسر المولي ( $x_{i}$ ) هو كمية لا بُعد لها، تمثل نسبة مولات مكون إلى إجمالي المولات في المخلوط.

One free problem

Practice Problem

يحتوي محلول كيميائي على مكون بكسر مولي قدره 0.60. إذا كان الضغط البخاري للمكون النقي عند درجة الحرارة هذه هو 120.0 مم زئبق، فاحسب الضغط البخاري الجزئي الذي يمارسه هذا المكون في الخليط.

Hint: اضرب الكسر المولي المعطى في الضغط البخاري للمادة النقية.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Where it shows up

Real-World Context

في سياق التنبؤ بضغط البخار فوق خليط ماء-إيثانول، تُستخدم معادلة قانون راؤول لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على ربط الكميات المقاسة بالتركيز أو المردود أو تغير الطاقة أو سرعة التفاعل أو الاتزان.

Study smarter

Tips

تأكد من أن الكسر المولي (xi) يشير تحديدًا إلى الطور السائل للمزيج.
يجب تحديد الضغط البخاري للمادة النقية (Pist) عند نفس درجة حرارة المحلول تمامًا.
في المحاليل غير المثالية، تحدث الانحرافات إذا كانت القوى الجاذبة بين الجزيئات المختلفة أقوى أو أضعف بكثير من تلك الموجودة في الحالات النقية.

Avoid these traps

Common Mistakes

التطبيق على المحاليل غير المثالية بدون تصحيح.
الخلط بين الضغط الجزئي والضغط الكلي.

Keep going

Related Formulas

Common questions

Frequently Asked Questions

في المحلول المثالي، يساوي ضغط البخار الجزئي للمكون كسره المولي مضروبًا في ضغط بخار المكون النقي.

طبق هذه المعادلة عند تحليل المخاليط المثالية حيث تمتلك المكونات تراكيب كيميائية وأحجام جزيئية متشابهة. وهي الأكثر دقة للمحاليل المخففة أو مخاليط السوائل غير القطبية مثل البنزين والتولوين عند ضغوط منخفضة إلى متوسطة.

يوفر هذا القانون الأساس النظري للخواص التجميعية مثل انخفاض ضغط البخار وارتفاع نقطة الغليان. وهو أداة حاسمة للمهندسين الكيميائيين الذين يصممون عمليات التقطير لفصل المخاليط الكيميائية بناءً على التقلب.

التطبيق على المحاليل غير المثالية بدون تصحيح. الخلط بين الضغط الجزئي والضغط الكلي.

في سياق التنبؤ بضغط البخار فوق خليط ماء-إيثانول، تُستخدم معادلة قانون راؤول لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على ربط الكميات المقاسة بالتركيز أو المردود أو تغير الطاقة أو سرعة التفاعل أو الاتزان.

تأكد من أن الكسر المولي (xi) يشير تحديدًا إلى الطور السائل للمزيج. يجب تحديد الضغط البخاري للمادة النقية (Pist) عند نفس درجة حرارة المحلول تمامًا. في المحاليل غير المثالية، تحدث الانحرافات إذا كانت القوى الجاذبة بين الجزيئات المختلفة أقوى أو أضعف بكثير من تلك الموجودة في الحالات النقية.

References

Sources

Atkins' Physical Chemistry
Wikipedia: Raoult's law
Bird, Stewart, Lightfoot, Transport Phenomena
IUPAC Gold Book: 'mole fraction'
IUPAC Gold Book: 'partial pressure'
Bird, Stewart, Lightfoot - Transport Phenomena
Atkins' Physical Chemistry (11th ed.)
IUPAC Gold Book (entry for 'Raoult's law', 'ideal solution')

Overview

Variables

Derivation

اذكر القانون:

Rearrangements

Graph

Intuition

Insight

Practice Problem

Real-World Context

Tips

Common Mistakes

Related Formulas

Mole fraction

Total vapour pressure

Frequently Asked Questions

Sources