24.5: Більшість рішень не є ідеальними

Last updated
Save as PDF

Page ID: 26664

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Якщо побудувати парціальний тиск одного компонента\(P_1\), вище суміші з мольної фракцією\(x_1\), ми повинні отримати пряму лінію з ухилом\(P^*_1\) (закон Рауля). Над неідеальними розв'язками графік буде вже не прямою лінією, а кривою. Однак до\(x_1=1\) кривої зазвичай наближається лінія Рауля. З іншого боку, часто існує більш-менш лінійна область, але з іншим нахилом (Рисунок Template:index). Це означає, що ми можемо виділити два обмежуючих закону:

Для\(x \rightarrow 0\): Закон Генрі:

\[P_1 = K_H x_1 \nonumber \]

Для\(x \rightarrow 1\): Закон Рауля:

\[P_1 = P^*_1 x_1 \nonumber \]

Це означає, що пряма лінія, яка вказує на вираз Генрі, буде перетинати вісь y в\(x=1\) (чиста сполука) в іншій точці, ніж\(P^*\). Для\(x \rightarrow 0\) (низьких концентрацій) ми можемо говорити про компонент 1 є розчиненою речовиною (компонент меншини). На іншому кінці\(x \rightarrow 1\) він грає роль розчинника (мажоритарного компонента).

Рисунок Template:index: Тиск пари вище ідеального і неідеального рішення

Ще слід зазначити, що\(P^*\) це властивість одного чистого компонента, значення\(K_H\) контрасту є властивістю поєднання двох компонентів, тому його потрібно вимірювати для кожної комбінації розчин-розчинник.

Як бачите, у нас є опис як для високого, так і для нижнього кінця, але не посередині. Загалом, чим скромніше відхилення від ідеальності, тим більший діапазон дії двох обмежуючих законів. Спосіб визначення полягав\(K_H\) би у фактичному визначенні тиску пари. Як щодо іншого компонента? Чи потрібно їх вимірювати теж? На щастя, ми можемо використовувати термодинаміку, щоб відповісти на це питання без. Є зручний вираз, який рятує нас від неприємностей.