Калькулятор парциального давления по закону Рауля

Введение

Калькулятор закона Рауля — это необходимый инструмент для химиков, химических инженеров и студентов, работающих с растворами и парциальным давлением. Этот калькулятор применяет закон Рауля, фундаментальный принцип физической химии, который описывает взаимосвязь между парциальным давлением раствора и мольной долей его компонентов. Согласно закону Рауля, парциальное парциальное давление каждого компонента в идеальном растворе равно парциальному давлению чистого компонента, умноженному на его мольную долю в растворе. Этот принцип имеет решающее значение для понимания поведения растворов, процессов дистилляции и многих других приложений в химии и химической инженерии.

Парциальное давление — это давление, оказываемое паром в термодинамическом равновесии с его конденсированными фазами при заданной температуре. Когда растворитель содержит неволатильный растворитель, парциальное давление раствора уменьшается по сравнению с чистым растворителем. Закон Рауля предоставляет простую математическую зависимость для расчета этого снижения парциального давления, что делает его незаменимым понятием в химии растворов.

Наш калькулятор парциального давления по закону Рауля позволяет вам быстро и точно определить парциальное давление раствора, просто введя мольную долю растворителя и парциальное давление чистого растворителя. Независимо от того, являетесь ли вы студентом, изучающим коллигативные свойства, исследователем, работающим с растворами, или инженером, проектирующим процессы дистилляции, этот калькулятор предоставляет простой способ применения закона Рауля к вашим конкретным потребностям.

Формула и расчет закона Рауля

Закон Рауля выражается следующей формулой:

$P_{solution} = X_{solvent} \times P^{\circ}_{solvent}$

Где:

• $P_{solution}$ — парциальное давление раствора (обычно измеряется в кПа, мм рт. ст. или атм)
• $X_{solvent}$ — мольная доля растворителя в растворе (безразмерная, варьируется от 0 до 1)
• $P^{\circ}_{solvent}$ — парциальное давление чистого растворителя при той же температуре (в тех же единицах давления)

Мольная доля ($X_{solvent}$) рассчитывается как:

$X_{solvent} = \frac{n_{solvent}}{n_{solvent} + n_{solute}}$

Где:

• $n_{solvent}$ — количество молей растворителя
• $n_{solute}$ — количество молей растворенного вещества

Понимание переменных

1. Мольная доля растворителя ($X_{solvent}$):

   • Это безразмерная величина, представляющая долю молекул растворителя в растворе.
   • Она варьируется от 0 (чистый растворенный) до 1 (чистый растворитель).
   • Сумма всех мольных долей в растворе равна 1.

2. Парциальное давление чистого растворителя ($P^{\circ}_{solvent}$):

   • Это парциальное давление чистого растворителя при определенной температуре.
   • Это внутреннее свойство растворителя, которое сильно зависит от температуры.
   • Общие единицы включают килопаскали (кПа), миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.), атмосферы (атм) или торр.

3. Парциальное давление раствора ($P_{solution}$):

   • Это результирующее парциальное давление раствора.
   • Оно всегда меньше или равно парциальному давлению чистого растворителя.
   • Выражается в тех же единицах, что и парциальное давление чистого растворителя.

Пограничные случаи и ограничения

Закон Рауля имеет несколько важных пограничных случаев и ограничений, которые следует учитывать:

1. Когда $X_{solvent} = 1$ (Чистый растворитель):

   • Парциальное давление раствора равно парциальному давлению чистого растворителя: $P_{solution} = P^{\circ}_{solvent}$
   • Это представляет собой верхний предел парциального давления раствора.

2. Когда $X_{solvent} = 0$ (Нет растворителя):

   • Парциальное давление раствора становится нулевым: $P_{solution} = 0$
   • Это теоретический предел, так как раствор должен содержать некоторый растворитель.

3. Идеальные и неидеальные растворы:

   • Закон Рауля строго применяется к идеальным растворам.
   • Реальные растворы часто отклоняются от закона Рауля из-за молекулярных взаимодействий.
   • Положительные отклонения происходят, когда парциальное давление раствора выше предсказанного (что указывает на более слабые взаимодействия растворитель-растворенное вещество).
   • Отрицательные отклонения происходят, когда парциальное давление раствора ниже предсказанного (что указывает на более сильные взаимодействия растворитель-растворенное вещество).

4. Зависимость от температуры:

   • Парциальное давление чистого растворителя значительно варьируется с температурой.
   • Расчеты по закону Рауля действительны при определенной температуре.
   • Уравнение Клаузиуса-Клапейрона можно использовать для корректировки парциальных давлений для различных температур.

5. Предположение о неволатильном растворенном веществе:

   • Основная форма закона Рауля предполагает, что растворенное вещество неволатильно.
   • Для растворов с несколькими летучими компонентами необходимо использовать модифицированную форму закона Рауля.

Как использовать калькулятор закона Рауля

Наш калькулятор парциального давления по закону Рауля разработан так, чтобы быть интуитивно понятным и простым в использовании. Следуйте этим простым шагам, чтобы рассчитать парциальное давление вашего раствора:

1. Введите мольную долю растворителя:

   • Введите значение от 0 до 1 в поле "Мольная доля растворителя (X)".
   • Это представляет собой долю молекул растворителя в вашем растворе.
   • Например, значение 0.8 означает, что 80% молекул в растворе — это молекулы растворителя.

2. Введите парциальное давление чистого растворителя:

   • Введите парциальное давление чистого растворителя в поле "Парциальное давление чистого растворителя (P°)".
   • Убедитесь, что вы отметили единицы (калькулятор по умолчанию использует кПа).
   • Это значение зависит от температуры, поэтому убедитесь, что вы используете парциальное давление при желаемой температуре.

3. Просмотрите результат:

   • Калькулятор автоматически вычислит парциальное давление раствора, используя закон Рауля.
   • Результат отображается в поле "Парциальное давление раствора (P)" в тех же единицах, что и ваш ввод.
   • Вы можете скопировать этот результат в буфер обмена, нажав на значок копирования.

4. Визуализируйте взаимосвязь:

   • Калькулятор включает график, показывающий линейную зависимость между мольной долей и парциальным давлением.
   • Ваш конкретный расчет выделен на графике для лучшего понимания.
   • Эта визуализация помогает проиллюстрировать, как парциальное давление изменяется с различными мольными долями.

Проверка ввода

Калькулятор выполняет следующие проверки на ваших вводах:

• Проверка мольной доли:

  • Должна быть допустимым числом.
  • Должна быть между 0 и 1 (включительно).
  • Значения вне этого диапазона вызовут сообщение об ошибке.

• Проверка парциального давления:

  • Должно быть допустимым положительным числом.
  • Отрицательные значения вызовут сообщение об ошибке.
  • Ноль допустим, но может не иметь физического смысла в большинстве контекстов.

Если возникают какие-либо ошибки проверки, калькулятор отобразит соответствующие сообщения об ошибках и не продолжит расчет, пока не будут предоставлены допустимые вводы.

Практические примеры

Давайте рассмотрим несколько практических примеров, чтобы продемонстрировать, как использовать калькулятор закона Рауля:

Пример 1: Водный раствор сахара

Предположим, у вас есть раствор сахара (сахарозы) в воде при 25°C. Мольная доля воды составляет 0.9, а парциальное давление чистой воды при 25°C равно 3.17 кПа.

Вводы:

• Мольная доля растворителя (вода): 0.9
• Парциальное давление чистого растворителя: 3.17 кПа

Расчет: $P_{solution} = X_{solvent} \times P^{\circ}_{solvent} = 0.9 \times 3.17 \text{ кПа} = 2.853 \text{ кПа}$

Результат: Парциальное давление сахарного раствора составляет 2.853 кПа.

Пример 2: Смесь этанола и воды

Рассмотрим смесь этанола и воды, где мольная доля этанола составляет 0.6. Парциальное давление чистого этанола при 20°C равно 5.95 кПа.

Вводы:

• Мольная доля растворителя (этанол): 0.6
• Парциальное давление чистого растворителя: 5.95 кПа

Расчет: $P_{solution} = X_{solvent} \times P^{\circ}_{solvent} = 0.6 \times 5.95 \text{ кПа} = 3.57 \text{ кПа}$

Результат: Парциальное давление этанола в смеси составляет 3.57 кПа.

Пример 3: Очень разбавленный раствор

Для очень разбавленного раствора, где мольная доля растворителя составляет 0.99, а парциальное давление чистого растворителя равно 100 кПа:

Вводы:

• Мольная доля растворителя: 0.99
• Парциальное давление чистого растворителя: 100 кПа

Расчет: $P_{solution} = X_{solvent} \times P^{\circ}_{solvent} = 0.99 \times 100 \text{ кПа} = 99 \text{ кПа}$

Результат: Парциальное давление раствора составляет 99 кПа, что очень близко к парциальному давлению чистого растворителя, как и ожидалось для разбавленного раствора.

Сферы применения закона Рауля

Закон Рауля имеет множество применений в различных областях химии, химической инженерии и смежных дисциплинах:

1. Процессы дистилляции

Дистилляция — одно из самых распространенных применений закона Рауля. Понимание того, как парциальное давление изменяется в зависимости от состава, позволяет инженерам проектировать эффективные колонны дистилляции для:

• Нефтяной переработки для разделения сырой нефти на различные фракции
• Производства алкогольных напитков
• Очистки химикатов и растворителей
• Опреснения морской воды

2. Фармацевтические формулы

В фармацевтических науках закон Рауля помогает в:

• Прогнозировании растворимости лекарств в различных растворителях
• Понимании стабильности жидких формул
• Разработке механизмов контролируемого высвобождения
• Оптимизации процессов экстракции активных ингредиентов

3. Экологическая наука

Экологи используют закон Рауля для:

• Моделирования испарения загрязнителей из водоемов
• Прогнозирования судьбы и транспортировки летучих органических соединений (ЛОС)
• Понимания распределения химикатов между воздухом и водой
• Разработки стратегий рекультивации загрязненных участков

4. Химическое производство

В химическом производстве закон Рауля имеет решающее значение для:

• Проектирования реакционных систем, включающих жидкие смеси
• Оптимизации процессов восстановления растворителей
• Прогнозирования чистоты продукта в операциях кристаллизации
• Разработки процессов экстракции и выщелачивания

5. Академические исследования

Исследователи используют закон Рауля в:

• Изучении термодинамических свойств растворов
• Исследовании молекулярных взаимодействий в жидких смесях
• Разработке новых методов разделения
• Обучении основным концепциям физической химии

Альтернативы закону Рауля

Хотя закон Рауля является фундаментальным принципом для идеальных растворов, существуют несколько альтернатив и модификаций для неидеальных систем:

1. Закон Генри

Для очень разбавленных растворов закон Генри часто более применим:

$P_i = k_H \times X_i$

Где:

• $P_i$ — парциальное давление растворенного вещества
• $k_H$ — константа Генри (специфична для пары растворитель-растворенное вещество)
• $X_i$ — мольная доля растворенного вещества

Закон Генри особенно полезен для газов, растворенных в жидкостях, и для очень разбавленных растворов, где взаимодействия растворенного вещества с растворителем незначительны.

2. Модели коэффициента активности

Для неидеальных растворов вводятся коэффициенты активности ($\gamma$) для учета отклонений:

$P_i = \gamma_i \times X_i \times P^{\circ}_i$

Распространенные модели коэффициента активности включают:

• Уравнения Маргулеса (для бинарных смесей)
• Уравнение Ван Лара
• Уравнение Уилсона
• Модель NRTL (неслучайная двухжидкостная модель)
• Модель UNIQUAC (универсальная квази-химическая модель)

3. Модели уравнения состояния

Для сложных смесей, особенно при высоких давлениях, используются модели уравнения состояния:

• Уравнение Пенга-Робинсона
• Уравнение Соаве-Редлиха-Квонга
• Модели SAFT (статистическая ассоциирующая теория жидкости)

Эти модели обеспечивают более полное описание поведения жидкости, но требуют больше параметров и вычислительных ресурсов.

История закона Рауля

Закон Рауля назван в честь французского химика Франсуа-Мари Рауля (1830-1901), который впервые опубликовал свои выводы о депрессии парциального давления в 1887 году. Рауль был профессором химии в Университете Гренобля, где проводил обширные исследования физических свойств растворов.

Вклад Франсуа-Мари Рауля

Экспериментальная работа Рауля заключалась в измерении парциального давления растворов, содержащих неволатильные растворители. Путем тщательных экспериментов он наблюдал, что относительное снижение парциального давления пропорционально мольной доле растворенного вещества. Это наблюдение привело к формулировке того, что мы теперь знаем как закон Рауля.

Его исследования были опубликованы в нескольких статьях, наиболее значимой из которых является "Loi générale des tensions de vapeur des dissolvants" (Общий закон парциальных давлений растворителей) в Comptes Rendus de l'Académie des Sciences в 1887 году.

Эволюция и значимость

Закон Рауля стал одним из фундаментальных принципов в изучении коллигативных свойств — свойств, которые зависят от концентрации частиц, а не от их идентичности. Наряду с другими коллигативными свойствами, такими как повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания и осмотическое давление, закон Рауля помог установить молекулярную природу материи в то время, когда атомная теория все еще развивалась.

Закон приобрел дальнейшую значимость с развитием термодинамики в конце 19-го и начале 20-го века. Дж. Уиллард Гиббс и другие включили закон Рауля в более обширную термодинамическую структуру, установив его связь с химическим потенциалом и частичными мольными величинами.

В 20-м веке, по мере улучшения понимания молекулярных взаимодействий, ученые начали осознавать ограничения закона Рауля для неидеальных растворов. Это привело к разработке более сложных моделей, учитывающих отклонения от идеальности, расширяя наше понимание поведения растворов.

Сегодня закон Рауля остается краеугольным камнем образования по физической химии и практическим инструментом во многих промышленных приложениях. Его простота делает его отличной отправной точкой для понимания поведения растворов, даже если для неидеальных систем используются более сложные модели.

Примеры кода для расчетов по закону Рауля

Вот примеры того, как реализовать расчеты по закону Рауля на различных языках программирования:

1' Формула Excel для расчета по закону Рауля
2' В ячейке A1: Мольная доля растворителя
3' В ячейке A2: Парциальное давление чистого растворителя (кПа)
4' В ячейке A3: =A1*A2 (Парциальное давление раствора)
5
6' Функция VBA Excel
7Function RaoultsLaw(moleFraction As Double, pureVaporPressure As Double) As Double
8    ' Проверка ввода
9    If moleFraction < 0 Or moleFraction > 1 Then
10        RaoultsLaw = CVErr(xlErrValue)
11        Exit Function
12    End If
13    
14    If pureVaporPressure < 0 Then
15        RaoultsLaw = CVErr(xlErrValue)
16        Exit Function
17    End If
18    
19    ' Расчет парциального давления раствора
20    RaoultsLaw = moleFraction * pureVaporPressure
21End Function
22

1def calculate_vapor_pressure(mole_fraction, pure_vapor_pressure):
2    """
3    Рассчитать парциальное давление раствора, используя закон Рауля.
4    
5    Параметры:
6    mole_fraction (float): Мольная доля растворителя (между 0 и 1)
7    pure_vapor_pressure (float): Парциальное давление чистого растворителя (кПа)
8    
9    Возвращает:
10    float: Парциальное давление раствора (кПа)
11    """
12    # Проверка ввода
13    if not 0 <= mole_fraction <= 1:
14        raise ValueError("Мольная доля должна быть между 0 и 1")
15    
16    if pure_vapor_pressure < 0:
17        raise ValueError("Парциальное давление не может быть отрицательным")
18    
19    # Расчет парциального давления раствора
20    solution_vapor_pressure = mole_fraction * pure_vapor_pressure
21    
22    return solution_vapor_pressure
23
24# Пример использования
25try:
26    mole_fraction = 0.75
27    pure_vapor_pressure = 3.17  # кПа (вода при 25°C)
28    
29    solution_pressure = calculate_vapor_pressure(mole_fraction, pure_vapor_pressure)
30    print(f"Парциальное давление раствора: {solution_pressure:.4f} кПа")
31except ValueError as e:
32    print(f"Ошибка: {e}")
33

1/**
2 * Рассчитать парциальное давление раствора, используя закон Рауля.
3 * 
4 * @param {number} moleFraction - Мольная доля растворителя (между 0 и 1)
5 * @param {number} pureVaporPressure - Парциальное давление чистого растворителя (кПа)
6 * @returns {number} - Парциальное давление раствора (кПа)
7 * @throws {Error} - Если ввод недействителен
8 */
9function calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure) {
10    // Проверка ввода
11    if (isNaN(moleFraction) || moleFraction < 0 || moleFraction > 1) {
12        throw new Error("Мольная доля должна быть числом между 0 и 1");
13    }
14    
15    if (isNaN(pureVaporPressure) || pureVaporPressure < 0) {
16        throw new Error("Парциальное давление чистого растворителя должно быть положительным числом");
17    }
18    
19    // Расчет парциального давления раствора
20    const solutionVaporPressure = moleFraction * pureVaporPressure;
21    
22    return solutionVaporPressure;
23}
24
25// Пример использования
26try {
27    const moleFraction = 0.85;
28    const pureVaporPressure = 5.95; // кПа (этанол при 20°C)
29    
30    const result = calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure);
31    console.log(`Парциальное давление раствора: ${result.toFixed(4)} кПа`);
32} catch (error) {
33    console.error(`Ошибка: ${error.message}`);
34}
35

1public class RaoultsLawCalculator {
2    /**
3     * Рассчитать парциальное давление раствора, используя закон Рауля.
4     * 
5     * @param moleFraction Мольная доля растворителя (между 0 и 1)
6     * @param pureVaporPressure Парциальное давление чистого растворителя (кПа)
7     * @return Парциальное давление раствора (кПа)
8     * @throws IllegalArgumentException Если ввод недействителен
9     */
10    public static double calculateVaporPressure(double moleFraction, double pureVaporPressure) {
11        // Проверка ввода
12        if (moleFraction < 0 || moleFraction > 1) {
13            throw new IllegalArgumentException("Мольная доля должна быть между 0 и 1");
14        }
15        
16        if (pureVaporPressure < 0) {
17            throw new IllegalArgumentException("Парциальное давление не может быть отрицательным");
18        }
19        
20        // Расчет парциального давления раствора
21        return moleFraction * pureVaporPressure;
22    }
23    
24    public static void main(String[] args) {
25        try {
26            double moleFraction = 0.65;
27            double pureVaporPressure = 7.38; // кПа (вода при 40°C)
28            
29            double solutionPressure = calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure);
30            System.out.printf("Парциальное давление раствора: %.4f кПа%n", solutionPressure);
31        } catch (IllegalArgumentException e) {
32            System.err.println("Ошибка: " + e.getMessage());
33        }
34    }
35}
36

1#' Рассчитать парциальное давление раствора, используя закон Рауля
2#'
3#' @param mole_fraction Мольная доля растворителя (между 0 и 1)
4#' @param pure_vapor_pressure Парциальное давление чистого растворителя (кПа)
5#' @return Парциальное давление раствора (кПа)
6#' @examples
7#' calculate_vapor_pressure(0.8, 3.17)
8calculate_vapor_pressure <- function(mole_fraction, pure_vapor_pressure) {
9  # Проверка ввода
10  if (!is.numeric(mole_fraction) || mole_fraction < 0 || mole_fraction > 1) {
11    stop("Мольная доля должна быть числом между 0 и 1")
12  }
13  
14  if (!is.numeric(pure_vapor_pressure) || pure_vapor_pressure < 0) {
15    stop("Парциальное давление чистого растворителя должно быть положительным числом")
16  }
17  
18  # Расчет парциального давления раствора
19  solution_vapor_pressure <- mole_fraction * pure_vapor_pressure
20  
21  return(solution_vapor_pressure)
22}
23
24# Пример использования
25tryCatch({
26  mole_fraction <- 0.9
27  pure_vapor_pressure <- 2.34  # кПа (вода при 20°C)
28  
29  result <- calculate_vapor_pressure(mole_fraction, pure_vapor_pressure)
30  cat(sprintf("Парциальное давление раствора: %.4f кПа\n", result))
31}, error = function(e) {
32  cat("Ошибка:", e$message, "\n")
33})
34

1function solution_vapor_pressure = raoultsLaw(mole_fraction, pure_vapor_pressure)
2    % RAOULTS_LAW Рассчитать парциальное давление раствора, используя закон Рауля
3    %
4    % Входные данные:
5    %   mole_fraction - Мольная доля растворителя (между 0 и 1)
6    %   pure_vapor_pressure - Парциальное давление чистого растворителя (кПа)
7    %
8    % Выходные данные:
9    %   solution_vapor_pressure - Парциальное давление раствора (кПа)
10    
11    % Проверка ввода
12    if ~isnumeric(mole_fraction) || mole_fraction < 0 || mole_fraction > 1
13        error('Мольная доля должна быть между 0 и 1');
14    end
15    
16    if ~isnumeric(pure_vapor_pressure) || pure_vapor_pressure < 0
17        error('Парциальное давление не может быть отрицательным');
18    end
19    
20    % Расчет парциального давления раствора
21    solution_vapor_pressure = mole_fraction * pure_vapor_pressure;
22end
23
24% Пример использования
25try
26    mole_fraction = 0.7;
27    pure_vapor_pressure = 4.58;  % кПа (вода при 30°C)
28    
29    result = raoultsLaw(mole_fraction, pure_vapor_pressure);
30    fprintf('Парциальное давление раствора: %.4f кПа\n', result);
31catch ME
32    fprintf('Ошибка: %s\n', ME.message);
33end
34

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что такое закон Рауля?

Закон Рауля гласит, что парциальное давление раствора равно парциальному давлению чистого растворителя, умноженному на мольную долю растворителя в растворе. Он математически выражается как P = X × P°, где P — парциальное давление раствора, X — мольная доля растворителя, а P° — парциальное давление чистого растворителя.

Когда применяется закон Рауля?

Закон Рауля применяется наиболее точно к идеальным растворам, где молекулярные взаимодействия между молекулами растворителя и растворенного вещества схожи с теми, что между молекулами растворителя. Он лучше всего работает для растворов с химически схожими компонентами, низкими концентрациями и при умеренных температурах и давлениях.

Каковы ограничения закона Рауля?

Основные ограничения включают: (1) Он строго применяется к идеальным растворам, (2) Реальные растворы часто демонстрируют отклонения из-за молекулярных взаимодействий, (3) Предполагает, что растворенное вещество неволатильно, (4) Не учитывает температурные эффекты на молекулярные взаимодействия, и (5) Разрушается при высоких давлениях или вблизи критических точек.

Что такое положительное отклонение от закона Рауля?

Положительное отклонение происходит, когда парциальное давление раствора выше предсказанного законом Рауля. Это происходит, когда взаимодействия растворитель-растворенное вещество слабее, чем взаимодействия растворитель-растворитель, что приводит к большему количеству молекул, покидающих жидкую фазу. Примеры включают смеси этанола и воды и растворы бензола и метанола.

Что такое отрицательное отклонение от закона Рауля?

Отрицательное отклонение происходит, когда парциальное давление раствора ниже предсказанного законом Рауля. Это происходит, когда взаимодействия растворитель-растворенное вещество сильнее, чем взаимодействия растворитель-растворитель, что приводит к меньшему количеству молекул, покидающих жидкую фазу. Примеры включают растворы хлороформа и ацетона и растворы соляной кислоты и воды.

Как температура влияет на расчеты по закону Рауля?

Температура непосредственно влияет на парциальное давление чистого растворителя (P°), но не на саму зависимость, описанную законом Рауля. При повышении температуры парциальное давление чистого растворителя увеличивается экспоненциально в соответствии с уравнением Клаузиуса-Клапейрона, что, в свою очередь, пропорционально увеличивает парциальное давление раствора.

Можно ли использовать закон Рауля для смесей с несколькими летучими компонентами?

Да, но в модифицированной форме. Для растворов, где несколько компонентов являются летучими, каждый компонент вносит свой вклад в общее парциальное давление в соответствии с законом Рауля. Общее парциальное давление — это сумма этих парциальных давлений: P_total = Σ(X_i × P°_i), где i представляет каждый летучий компонент.

Как закон Рауля связан с повышением температуры кипения?

Закон Рауля объясняет повышение температуры кипения, коллигативное свойство. Когда неволатильный растворитель добавляется к растворителю, парциальное давление уменьшается в соответствии с законом Рауля. Поскольку кипение происходит, когда парциальное давление равно атмосферному давлению, для достижения этой точки требуется более высокая температура, что приводит к повышению температуры кипения.

Как мне конвертировать между различными единицами давления в расчетах по закону Рауля?

Общие преобразования единиц давления включают:

• 1 атм = 101.325 кПа = 760 мм рт. ст. = 760 торр
• 1 кПа = 0.00987 атм = 7.5006 мм рт. ст.
• 1 мм рт. ст. = 1 торр = 0.00132 атм = 0.13332 кПа Убедитесь, что как парциальное давление чистого растворителя, так и парциальное давление раствора выражаются в одних и тех же единицах.

Как закон Рауля используется в процессах дистилляции?

В дистилляции закон Рауля помогает предсказать состав пара над жидкой смесью. Компоненты с более высоким парциальным давлением будут иметь более высокие концентрации в паровой фазе, чем в жидкой фазе. Эта разница в составе паров и жидкостей делает возможным разделение через несколько циклов испарения-конденсации в колонне дистилляции.

Ссылки

1. Аткинс, П. В., & де Паула, Ж. (2014). Физическая химия Аткинса (10-е изд.). Oxford University Press.

2. Левин, И. Н. (2009). Физическая химия (6-е изд.). McGraw-Hill Education.

3. Смит, Дж. М., Ван Несс, Х. С., & Абботт, М. М. (2017). Введение в термодинамику химической инженерии (8-е изд.). McGraw-Hill Education.

4. Празниц, Дж. М., Лихтенхалер, Р. Н., & де Азеведо, Э. Г. (1998). Молекулярная термодинамика равновесия жидкой фазы (3-е изд.). Prentice Hall.

5. Рауль, Ф. М. (1887). "Loi générale des tensions de vapeur des dissolvants" [Общий закон парциальных давлений растворителей]. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 104, 1430–1433.

6. Сандлер, С. И. (2017). Химическая, биохимическая и инженерная термодинамика (5-е изд.). John Wiley & Sons.

7. "Закон Рауля." Википедия, Фонд Викимедиа, https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Рауля. Доступ 25 июля 2025.

8. "Парциальное давление." Chemistry LibreTexts, https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Physical_Properties_of_Matter/States_of_Matter/Phase_Transitions/Vapor_Pressure. Доступ 25 июля 2025.

9. "Коллигативные свойства." Khan Academy, https://www.khanacademy.org/science/chemistry/states-of-matter-and-intermolecular-forces/mixtures-and-solutions/v/colligative-properties. Доступ 25 июля 2025.

Попробуйте наш калькулятор парциального давления по закону Рауля сегодня, чтобы быстро и точно определить парциальное давление ваших растворов. Независимо от того, готовитесь ли вы к экзамену, проводите исследование или решаете промышленные задачи, этот инструмент сэкономит ваше время и обеспечит точные расчеты.