Lei de Raoult
Pressão de vapor parcial de um componente em uma solução ideal.
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Core idea
Overview
A lei de Raoult afirma que a pressão de vapor parcial de um componente em uma solução ideal é igual ao produto de sua fração molar na fase líquida e da pressão de vapor do componente puro. Este princípio assume que as forças intermoleculares entre moléculas diferentes são iguais às entre moléculas semelhantes nas substâncias puras.
When to use: Aplique esta equação ao analisar misturas ideais onde os componentes têm estruturas químicas e tamanhos moleculares semelhantes. É mais precisa para soluções diluídas ou misturas de líquidos apolares como benzeno e tolueno em pressões baixas a moderadas.
Why it matters: Esta lei fornece a base teórica para propriedades coligativas, como a diminuição da pressão de vapor e o aumento do ponto de ebulição. É uma ferramenta crítica para engenheiros químicos que projetam processos de destilação para separar misturas químicas com base na volatilidade.
Symbols
Variables
= Mole Fraction, ^* = Pure Vapour Pressure, = Partial Pressure
Walkthrough
Derivation
Fórmula: Lei de Raoult
Em uma solução ideal, a pressão de vapor parcial de um componente é igual à sua fração molar multiplicada pela pressão de vapor do componente puro.
- A solução é ideal: as forças intermoleculares A–A, B–B e A–B são semelhantes.
- A temperatura é constante.
Declare a Lei:
A pressão parcial é igual à fração molar multiplicada pela pressão de vapor do componente puro.
Result
Source: Standard curriculum — A-Level Chemistry (Raoult’s law)
Free formulas
Rearrangements
Solve for
Isolar xi
Reorganize a Lei de Raoult, , para resolver a fração molar () de um componente em uma solução, dada sua pressão parcial () e a pressão de vapor do componente puro ().
Difficulty: 2/5
Solve for
Isolar Pi^*
Rearranje a equação para isolar Pist.
Difficulty: 2/5
The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.
Visual intuition
Graph
O gráfico é uma linha reta passando pela origem com uma inclinação igual a Pist. Como Pi é diretamente proporcional a xi, dobrar a fração molar resulta em um aumento proporcional na pressão parcial.
Graph type: linear
Why it behaves this way
Intuition
Imagine a superfície de uma mistura líquida onde as moléculas de diferentes componentes estão distribuídas aleatoriamente; a pressão parcial de um componente acima do líquido é proporcional à sua fração na superfície e à sua
Free study cues
Insight
Canonical usage
Garanta unidades de pressão consistentes para todos os termos de pressão e que a fração molar seja adimensional.
Dimension note
A fração molar () é uma grandeza adimensional, representando a razão entre os mols de um componente e o total de mols da mistura.
One free problem
Practice Problem
Uma solução química contém um componente com fração molar de 0.60. Se a pressão de vapor do componente puro a esta temperatura é de 120.0 mmHg, calcule a pressão de vapor parcial exercida por este componente na mistura.
Hint: Multiplique a fração molar dada pela pressão de vapor da substância pura.
The full worked solution stays in the interactive walkthrough.
Where it shows up
Real-World Context
Ao prever vapor pressure above a water-ethanol mixture, Raoult's law é utilizado para calcular Partial Pressure from Mole Fraction and Pure Vapour Pressure. O resultado importa porque ajuda a verificar cargas, margens ou tamanhos de componentes antes que um projeto seja considerado seguro.
Study smarter
Tips
- Certifique-se de que a fração molar (xi) se refere especificamente à fase líquida da mistura.
- A pressão de vapor da substância pura (Pist) deve ser determinada exatamente na mesma temperatura da solução.
- Em soluções não ideais, desvios ocorrem se as forças atrativas entre moléculas diferentes forem significativamente mais fortes ou mais fracas do que as nos estados puros.
Avoid these traps
Common Mistakes
- Aplicar a soluções não ideais sem correção.
- Confundir pressão parcial e total.
Common questions
Frequently Asked Questions
Em uma solução ideal, a pressão de vapor parcial de um componente é igual à sua fração molar multiplicada pela pressão de vapor do componente puro.
Aplique esta equação ao analisar misturas ideais onde os componentes têm estruturas químicas e tamanhos moleculares semelhantes. É mais precisa para soluções diluídas ou misturas de líquidos apolares como benzeno e tolueno em pressões baixas a moderadas.
Esta lei fornece a base teórica para propriedades coligativas, como a diminuição da pressão de vapor e o aumento do ponto de ebulição. É uma ferramenta crítica para engenheiros químicos que projetam processos de destilação para separar misturas químicas com base na volatilidade.
Aplicar a soluções não ideais sem correção. Confundir pressão parcial e total.
Ao prever vapor pressure above a water-ethanol mixture, Raoult's law é utilizado para calcular Partial Pressure from Mole Fraction and Pure Vapour Pressure. O resultado importa porque ajuda a verificar cargas, margens ou tamanhos de componentes antes que um projeto seja considerado seguro.
Certifique-se de que a fração molar (xi) se refere especificamente à fase líquida da mistura. A pressão de vapor da substância pura (Pist) deve ser determinada exatamente na mesma temperatura da solução. Em soluções não ideais, desvios ocorrem se as forças atrativas entre moléculas diferentes forem significativamente mais fortes ou mais fracas do que as nos estados puros.
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')