Calculadora de Pressió de Vapor de la Llei de Raoult

Introducció

La calculadora de la llei de Raoult és una eina essencial per a químics, enginyers químics i estudiants que treballen amb solucions i pressió de vapor. Aquesta calculadora aplica la llei de Raoult, un principi fonamental de la química física que descriu la relació entre la pressió de vapor d'una solució i la fracció molar dels seus components. Segons la llei de Raoult, la pressió de vapor parcial de cada component en una solució ideal és igual a la pressió de vapor del component pur multiplicada per la seva fracció molar en la solució. Aquest principi és crucial per entendre el comportament de les solucions, els processos de destil·lació i moltes altres aplicacions en química i enginyeria química.

La pressió de vapor és la pressió exercida per un vapor en equilibri termodinàmic amb les seves fases condensades a una temperatura determinada. Quan un dissolvent conté un solut no volàtil, la pressió de vapor de la solució disminueix en comparació amb el dissolvent pur. La llei de Raoult proporciona una relació matemàtica senzilla per calcular aquesta reducció en la pressió de vapor, convertint-se en un concepte indispensable en la química de solucions.

La nostra calculadora de pressió de vapor de la llei de Raoult us permet determinar ràpidament i amb precisió la pressió de vapor d'una solució simplement introduint la fracció molar del dissolvent i la pressió de vapor del dissolvent pur. Tant si sou un estudiant que aprèn sobre les propietats col·ligatives, un investigador que treballa amb solucions o un enginyer que dissenya processos de destil·lació, aquesta calculadora proporciona una manera senzilla d'aplicar la llei de Raoult a les vostres necessitats específiques.

Fórmula i Càlcul de la Llei de Raoult

La llei de Raoult s'expressa mitjançant l'equació següent:

$P_{solució} = X_{dissolvent} \times P^{\circ}_{dissolvent}$

On:

• $P_{solució}$ és la pressió de vapor de la solució (normalment mesurada en kPa, mmHg o atm)
• $X_{dissolvent}$ és la fracció molar del dissolvent en la solució (sense dimensions, que va de 0 a 1)
• $P^{\circ}_{dissolvent}$ és la pressió de vapor del dissolvent pur a la mateixa temperatura (en les mateixes unitats de pressió)

La fracció molar ($X_{dissolvent}$) es calcula com:

$X_{dissolvent} = \frac{n_{dissolvent}}{n_{dissolvent} + n_{solut}}$

On:

• $n_{dissolvent}$ és el nombre de mols de dissolvent
• $n_{solut}$ és el nombre de mols de solut

Comprendre les Variables

1. Fracció Molar del Dissolvent ($X_{dissolvent}$):

   • Aquesta és una quantitat sense dimensions que representa la proporció de molècules de dissolvent en la solució.
   • Va de 0 (solut pur) a 1 (dissolvent pur).
   • La suma de totes les fraccions molars en una solució és igual a 1.

2. Pressió de Vapor del Dissolvent Pur ($P^{\circ}_{dissolvent}$):

   • Aquesta és la pressió de vapor del dissolvent pur a una temperatura específica.
   • És una propietat intrínseca del dissolvent que depèn fortament de la temperatura.
   • Les unitats comunes inclouen quilopascals (kPa), mil·límetres de mercuri (mmHg), atmosferes (atm) o torr.

3. Pressió de Vapor de la Solució ($P_{solució}$):

   • Aquesta és la pressió de vapor resultant de la solució.
   • Sempre és menor o igual a la pressió de vapor del dissolvent pur.
   • S'expressa en les mateixes unitats que la pressió de vapor del dissolvent pur.

Casos Límit i Limitacions

La llei de Raoult té diversos casos límit i limitacions importants a considerar:

1. Quan $X_{dissolvent} = 1$ (Dissolvent Pur):

   • La pressió de vapor de la solució és igual a la pressió de vapor del dissolvent pur: $P_{solució} = P^{\circ}_{dissolvent}$
   • Això representa el límit superior de la pressió de vapor de la solució.

2. Quan $X_{dissolvent} = 0$ (Sense Dissolvent):

   • La pressió de vapor de la solució esdevé zero: $P_{solució} = 0$
   • Aquest és un límit teòric, ja que una solució ha de contenir algun dissolvent.

3. Solucions Ideals vs. No Ideals:

   • La llei de Raoult s'aplica estrictament a solucions ideals.
   • Les solucions reals sovint es desvien de la llei de Raoult a causa de les interaccions moleculars.
   • Les desviacions positives es produeixen quan la pressió de vapor de la solució és més alta del que es preveia (indicant interaccions més febles entre solut i dissolvent).
   • Les desviacions negatives es produeixen quan la pressió de vapor de la solució és més baixa del que es preveia (indicant interaccions més fortes entre solut i dissolvent).

4. Dependència de la Temperatura:

   • La pressió de vapor del dissolvent pur varia significativament amb la temperatura.
   • Els càlculs de la llei de Raoult són vàlids a una temperatura específica.
   • L'equació de Clausius-Clapeyron es pot utilitzar per ajustar les pressions de vapor per a diferents temperatures.

5. Suposició de Solut No Volàtil:

   • La forma bàsica de la llei de Raoult assumeix que el solut és no volàtil.
   • Per a solucions amb múltiples components volàtils, s'ha d'utilitzar una forma modificada de la llei de Raoult.

Com Utilitzar la Calculadora de la Llei de Raoult

La nostra calculadora de pressió de vapor de la llei de Raoult està dissenyada per ser intuïtiva i fàcil d'utilitzar. Seguiu aquests senzills passos per calcular la pressió de vapor de la vostra solució:

1. Introduïu la Fracció Molar del Dissolvent:

   • Introduïu un valor entre 0 i 1 al camp "Fracció Molar del Dissolvent (X)".
   • Això representa la proporció de molècules de dissolvent a la vostra solució.
   • Per exemple, un valor de 0.8 significa que el 80% de les molècules de la solució són molècules de dissolvent.

2. Introduïu la Pressió de Vapor del Dissolvent Pur:

   • Introduïu la pressió de vapor del dissolvent pur al camp "Pressió de Vapor del Dissolvent Pur (P°)".
   • Assegureu-vos de tenir en compte les unitats (la calculadora utilitza kPa per defecte).
   • Aquest valor depèn de la temperatura, així que assegureu-vos d'utilitzar la pressió de vapor a la vostra temperatura desitjada.

3. Veure el Resultat:

   • La calculadora calcularà automàticament la pressió de vapor de la solució utilitzant la llei de Raoult.
   • El resultat es mostrarà al camp "Pressió de Vapor de la Solució (P)" en les mateixes unitats que la vostra entrada.
   • Podeu copiar aquest resultat al vostre portapapers fent clic a la icona de còpia.

4. Visualitzar la Relació:

   • La calculadora inclou un gràfic que mostra la relació lineal entre la fracció molar i la pressió de vapor.
   • El vostre càlcul específic està destacat al gràfic per a una millor comprensió.
   • Aquesta visualització ajuda a il·lustrar com la pressió de vapor canvia amb diferents fraccions molars.

Validació d'Entrades

La calculadora realitza les següents verificacions de validació sobre les vostres entrades:

• Validació de la Fracció Molar:

  • Ha de ser un número vàlid.
  • Ha de ser entre 0 i 1 (incloent).
  • Els valors fora d'aquest rang activaran un missatge d'error.

• Validació de la Pressió de Vapor:

  • Ha de ser un número positiu vàlid.
  • Els valors negatius activaran un missatge d'error.
  • Zero és permès però pot no ser significatiu físicament en la majoria dels contextos.

Si es produeixen errors de validació, la calculadora mostrarà missatges d'error apropiats i no procedirà amb el càlcul fins que s'hagin proporcionat entrades vàlides.

Exemples Pràctics

Fem un recorregut per alguns exemples pràctics per demostrar com utilitzar la calculadora de la llei de Raoult:

Exemple 1: Solució Aquosa de Sucre

Suposem que teniu una solució de sucre (sucrosa) en aigua a 25°C. La fracció molar de l'aigua és 0.9, i la pressió de vapor de l'aigua pura a 25°C és de 3.17 kPa.

Entrades:

• Fracció molar del dissolvent (aigua): 0.9
• Pressió de vapor del dissolvent pur: 3.17 kPa

Càlcul: $P_{solució} = X_{dissolvent} \times P^{\circ}_{dissolvent} = 0.9 \times 3.17 \text{ kPa} = 2.853 \text{ kPa}$

Resultat: La pressió de vapor de la solució de sucre és de 2.853 kPa.

Exemple 2: Mescla d'Etiò i Aigua

Considereu una mescla d'etiò i aigua on la fracció molar d'etiò és de 0.6. La pressió de vapor de l'etiò pur a 20°C és de 5.95 kPa.

Entrades:

• Fracció molar del dissolvent (etiò): 0.6
• Pressió de vapor del dissolvent pur: 5.95 kPa

Càlcul: $P_{solució} = X_{dissolvent} \times P^{\circ}_{dissolvent} = 0.6 \times 5.95 \text{ kPa} = 3.57 \text{ kPa}$

Resultat: La pressió de vapor de l'etiò a la mescla és de 3.57 kPa.

Exemple 3: Solució Molt Dil·luta

Per a una solució molt dil·luta on la fracció molar del dissolvent és de 0.99, i la pressió de vapor del dissolvent pur és de 100 kPa:

Entrades:

• Fracció molar del dissolvent: 0.99
• Pressió de vapor del dissolvent pur: 100 kPa

Càlcul: $P_{solució} = X_{dissolvent} \times P^{\circ}_{dissolvent} = 0.99 \times 100 \text{ kPa} = 99 \text{ kPa}$

Resultat: La pressió de vapor de la solució és de 99 kPa, que és molt a prop de la pressió de vapor del dissolvent pur com s'esperava per a una solució dil·luta.

Casos d'Ús per a la Llei de Raoult

La llei de Raoult té nombroses aplicacions a través de diversos camps de la química, l'enginyeria química i disciplines relacionades:

1. Processos de Destil·lació

La destil·lació és una de les aplicacions més comunes de la llei de Raoult. Entenent com la pressió de vapor canvia amb la composició, els enginyers poden dissenyar columnes de destil·lació eficients per a:

• Refinament de petroli per separar el cru en diverses fraccions
• Producció de begudes alcohòliques
• Purificació de productes químics i dissolvents
• Dessalinització d'aigua de mar

2. Formulacions Farmacèutiques

En ciències farmacèutiques, la llei de Raoult ajuda a:

• Preveure la solubilitat dels fàrmacs en diferents dissolvents
• Entendre l'estabilitat de les formulacions líquides
• Desenvolupar mecanismes de libertat controlada
• Optimitzar processos d'extracció per a ingredients actius

3. Ciència Ambiental

Els científics ambientals utilitzen la llei de Raoult per:

• Modelar l'evaporació de contaminants de masses d'aigua
• Preveure el destí i el transport de compostos orgànics volàtils (COV)
• Entendre el particionament de productes químics entre aire i aigua
• Desenvolupar estratègies de remediació per a llocs contaminats

4. Fabricació Química

En la fabricació química, la llei de Raoult és essencial per:

• Dissenyar sistemes de reacció que impliquin mescles líquides
• Optimitzar processos de recuperació de dissolvents
• Preveure la puresa del producte en operacions de cristal·lització
• Desenvolupar processos d'extracció i lixiviació

5. Investigació Acadèmica

Els investigadors utilitzen la llei de Raoult en:

• Estudiar propietats termodinàmiques de solucions
• Investigar interaccions moleculars en mescles líquides
• Desenvolupar noves tècniques de separació
• Ensenyar conceptes fonamentals de química física

Alternatives a la Llei de Raoult

Si bé la llei de Raoult és un principi fonamental per a solucions ideals, existeixen diverses alternatives i modificacions per a sistemes no ideals:

1. Llei de Henry

Per a solucions molt diluïdes, la llei de Henry és sovint més aplicable:

$P_i = k_H \times X_i$

On:

• $P_i$ és la pressió parcial del solut
• $k_H$ és la constant de Henry (específica per a la parella solut-dissolvent)
• $X_i$ és la fracció molar del solut

La llei de Henry és particularment útil per a gasos dissolts en líquids i per a solucions molt diluïdes on les interaccions solut-solut són negligibles.

2. Models de Coeficients d'Activitat

Per a solucions no ideals, s'introdueixen coeficients d'activitat ($\gamma$) per tenir en compte les desviacions:

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

Els models comuns de coeficients d'activitat inclouen:

• Equacions de Margules (per a mescles binàries)
• Equació de Van Laar
• Equació de Wilson
• Model NRTL (No-Random Two-Liquid)
• Model UNIQUAC (Universal Quasi-Chemical)

3. Models d'Estat de l'Equació

Per a mescles complexes, especialment a altes pressions, s'utilitzen models d'estat de l'equació:

• Equació de Peng-Robinson
• Equació de Soave-Redlich-Kwong
• Models SAFT (Statistical Associating Fluid Theory)

Aquests models proporcionen una descripció més completa del comportament dels fluids però requereixen més paràmetres i recursos computacionals.

Història de la Llei de Raoult

La llei de Raoult porta el nom del químic francès François-Marie Raoult (1830-1901), qui va publicar per primera vegada les seves troballes sobre la depressió de la pressió de vapor el 1887. Raoult era professor de química a la Universitat de Grenoble, on va realitzar una extensa investigació sobre les propietats físiques de les solucions.

Contribucions de François-Marie Raoult

El treball experimental de Raoult implicava mesurar la pressió de vapor de solucions que contenien soluts no volàtils. A través d'experiments meticulosos, va observar que la reducció relativa de la pressió de vapor era proporcional a la fracció molar del solut. Aquesta observació va portar a la formulació del que ara coneixem com la llei de Raoult.

La seva recerca es va publicar en diversos articles, sent el més significatiu "Loi générale des tensions de vapeur des dissolvants" (Llei general de les tensions de vapor dels dissolvents) en Comptes Rendus de l'Académie des Sciences el 1887.

Evolució i Significació

La llei de Raoult es va convertir en un dels principis fonamentals en l'estudi de les propietats col·ligatives—propietats que depenen de la concentració de partícules més que de la seva identitat. Juntament amb altres propietats col·ligatives com l'augment del punt d'ebullició, la depressió del punt de congelació i la pressió osmòtica, la llei de Raoult va ajudar a establir la naturalesa molecular de la matèria en un moment en què la teoria atòmica encara s'estava desenvolupant.

La llei va guanyar més significació amb el desenvolupament de la termodinàmica a finals del segle XIX i principis del XX. J. Willard Gibbs i altres van incorporar la llei de Raoult en un marc termodinàmic més comprensiu, establint la seva relació amb el potencial químic i les quantitats molars parcials.

Al segle XX, a mesura que la comprensió de les interaccions moleculars va millorar, els científics van començar a reconèixer les limitacions de la llei de Raoult per a solucions no ideals. Això va portar al desenvolupament de models més sofisticats que tenen en compte les desviacions de l'idealitat, ampliant la nostra comprensió del comportament de les solucions.

Avui, la llei de Raoult continua sent una pedra angular de l'educació en química física i una eina pràctica en moltes aplicacions industrials. La seva simplicitat la converteix en un excel·lent punt de partida per entendre el comportament de les solucions, fins i tot quan s'utilitzen models més complexos per a sistemes no ideals.

Exemples de Codi per a Càlculs de la Llei de Raoult

Aquí teniu exemples de com implementar càlculs de la llei de Raoult en diversos llenguatges de programació:

1' Fórmula d'Excel per al càlcul de la llei de Raoult
2' A la cel·la A1: Fracció molar del dissolvent
3' A la cel·la A2: Pressió de vapor del dissolvent pur (kPa)
4' A la cel·la A3: =A1*A2 (Pressió de vapor de la solució)
5
6' Funció VBA d'Excel
7Function RaoultsLaw(moleFraction As Double, pureVaporPressure As Double) As Double
8    ' Validació d'entrades
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    ' Calcular la pressió de vapor de la solució
20    RaoultsLaw = moleFraction * pureVaporPressure
21End Function
22

1def calculate_vapor_pressure(mole_fraction, pure_vapor_pressure):
2    """
3    Calcular la pressió de vapor d'una solució utilitzant la llei de Raoult.
4    
5    Paràmetres:
6    mole_fraction (float): Fracció molar del dissolvent (entre 0 i 1)
7    pure_vapor_pressure (float): Pressió de vapor del dissolvent pur (kPa)
8    
9    Retorns:
10    float: Pressió de vapor de la solució (kPa)
11    """
12    # Validació d'entrades
13    if not 0 <= mole_fraction <= 1:
14        raise ValueError("La fracció molar ha de ser entre 0 i 1")
15    
16    if pure_vapor_pressure < 0:
17        raise ValueError("La pressió de vapor no pot ser negativa")
18    
19    # Calcular la pressió de vapor de la solució
20    solution_vapor_pressure = mole_fraction * pure_vapor_pressure
21    
22    return solution_vapor_pressure
23
24# Exemple d'ús
25try:
26    mole_fraction = 0.75
27    pure_vapor_pressure = 3.17  # kPa (aigua a 25°C)
28    
29    solution_pressure = calculate_vapor_pressure(mole_fraction, pure_vapor_pressure)
30    print(f"Pressió de vapor de la solució: {solution_pressure:.4f} kPa")
31except ValueError as e:
32    print(f"Error: {e}")
33

1/**
2 * Calcular la pressió de vapor d'una solució utilitzant la llei de Raoult.
3 * 
4 * @param {number} moleFraction - Fracció molar del dissolvent (entre 0 i 1)
5 * @param {number} pureVaporPressure - Pressió de vapor del dissolvent pur (kPa)
6 * @returns {number} - Pressió de vapor de la solució (kPa)
7 * @throws {Error} - Si les entrades són vàlides
8 */
9function calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure) {
10    // Validació d'entrades
11    if (isNaN(moleFraction) || moleFraction < 0 || moleFraction > 1) {
12        throw new Error("La fracció molar ha de ser un número entre 0 i 1");
13    }
14    
15    if (isNaN(pureVaporPressure) || pureVaporPressure < 0) {
16        throw new Error("La pressió de vapor del pur ha de ser un número positiu");
17    }
18    
19    // Calcular la pressió de vapor de la solució
20    const solutionVaporPressure = moleFraction * pureVaporPressure;
21    
22    return solutionVaporPressure;
23}
24
25// Exemple d'ús
26try {
27    const moleFraction = 0.85;
28    const pureVaporPressure = 5.95; // kPa (etiò a 20°C)
29    
30    const result = calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure);
31    console.log(`Pressió de vapor de la solució: ${result.toFixed(4)} kPa`);
32} catch (error) {
33    console.error(`Error: ${error.message}`);
34}
35

1public class RaoultsLawCalculator {
2    /**
3     * Calcular la pressió de vapor d'una solució utilitzant la llei de Raoult.
4     * 
5     * @param moleFraction Fracció molar del dissolvent (entre 0 i 1)
6     * @param pureVaporPressure Pressió de vapor del dissolvent pur (kPa)
7     * @return Pressió de vapor de la solució (kPa)
8     * @throws IllegalArgumentException Si les entrades són vàlides
9     */
10    public static double calculateVaporPressure(double moleFraction, double pureVaporPressure) {
11        // Validació d'entrades
12        if (moleFraction < 0 || moleFraction > 1) {
13            throw new IllegalArgumentException("La fracció molar ha de ser entre 0 i 1");
14        }
15        
16        if (pureVaporPressure < 0) {
17            throw new IllegalArgumentException("La pressió de vapor no pot ser negativa");
18        }
19        
20        // Calcular la pressió de vapor de la solució
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; // kPa (aigua a 40°C)
28            
29            double solutionPressure = calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure);
30            System.out.printf("Pressió de vapor de la solució: %.4f kPa%n", solutionPressure);
31        } catch (IllegalArgumentException e) {
32            System.err.println("Error: " + e.getMessage());
33        }
34    }
35}
36

1#' Calcular la pressió de vapor d'una solució utilitzant la llei de Raoult
2#'
3#' @param mole_fraction Fracció molar del dissolvent (entre 0 i 1)
4#' @param pure_vapor_pressure Pressió de vapor del dissolvent pur (kPa)
5#' @return Pressió de vapor de la solució (kPa)
6#' @examples
7#' calculate_vapor_pressure(0.8, 3.17)
8calculate_vapor_pressure <- function(mole_fraction, pure_vapor_pressure) {
9  # Validació d'entrades
10  if (!is.numeric(mole_fraction) || mole_fraction < 0 || mole_fraction > 1) {
11    stop("La fracció molar ha de ser un número entre 0 i 1")
12  }
13  
14  if (!is.numeric(pure_vapor_pressure) || pure_vapor_pressure < 0) {
15    stop("La pressió de vapor del pur ha de ser un número positiu")
16  }
17  
18  # Calcular la pressió de vapor de la solució
19  solution_vapor_pressure <- mole_fraction * pure_vapor_pressure
20  
21  return(solution_vapor_pressure)
22}
23
24# Exemple d'ús
25tryCatch({
26  mole_fraction <- 0.9
27  pure_vapor_pressure <- 2.34  # kPa (aigua a 20°C)
28  
29  result <- calculate_vapor_pressure(mole_fraction, pure_vapor_pressure)
30  cat(sprintf("Pressió de vapor de la solució: %.4f kPa\n", result))
31}, error = function(e) {
32  cat("Error:", e$message, "\n")
33})
34

1function solution_vapor_pressure = raoultsLaw(mole_fraction, pure_vapor_pressure)
2    % RAOULTS_LAW Calcular la pressió de vapor d'una solució utilitzant la llei de Raoult
3    %
4    % Entrades:
5    %   mole_fraction - Fracció molar del dissolvent (entre 0 i 1)
6    %   pure_vapor_pressure - Pressió de vapor del dissolvent pur (kPa)
7    %
8    % Sortida:
9    %   solution_vapor_pressure - Pressió de vapor de la solució (kPa)
10    
11    % Validació d'entrades
12    if ~isnumeric(mole_fraction) || mole_fraction < 0 || mole_fraction > 1
13        error('La fracció molar ha de ser un número entre 0 i 1');
14    end
15    
16    if ~isnumeric(pure_vapor_pressure) || pure_vapor_pressure < 0
17        error('La pressió de vapor no pot ser negativa');
18    end
19    
20    % Calcular la pressió de vapor de la solució
21    solution_vapor_pressure = mole_fraction * pure_vapor_pressure;
22end
23
24% Exemple d'ús
25try
26    mole_fraction = 0.7;
27    pure_vapor_pressure = 4.58;  % kPa (aigua a 30°C)
28    
29    result = raoultsLaw(mole_fraction, pure_vapor_pressure);
30    fprintf('Pressió de vapor de la solució: %.4f kPa\n', result);
31catch ME
32    fprintf('Error: %s\n', ME.message);
33end
34

Preguntes Freqüents (FAQ)

Què és la llei de Raoult?

La llei de Raoult afirma que la pressió de vapor d'una solució és igual a la pressió de vapor del dissolvent pur multiplicada per la fracció molar del dissolvent a la solució. S'expressa matemàticament com P = X × P°, on P és la pressió de vapor de la solució, X és la fracció molar del dissolvent i P° és la pressió de vapor del dissolvent pur.

Quan s'aplica la llei de Raoult?

La llei de Raoult s'aplica més exactament a solucions ideals, on les interaccions moleculars entre les molècules de dissolvent i solut són similars a les entre les molècules de dissolvent. Funciona millor per a solucions amb components químicament similars, baixes concentracions, i a temperatures i pressions moderades.

Quines són les limitacions de la llei de Raoult?

Les principals limitacions inclouen: (1) S'aplica estrictament a solucions ideals, (2) Les solucions reals sovint mostren desviacions a causa d'interaccions moleculars, (3) Suposa que el solut és no volàtil, (4) No té en compte els efectes de temperatura sobre les interaccions moleculars, i (5) Es desvia a altes pressions o prop de punts crítics.

Què és una desviació positiva de la llei de Raoult?

Una desviació positiva es produeix quan la pressió de vapor d'una solució és més alta del que es preveia per la llei de Raoult. Això passa quan les interaccions dissolvent-solut són més febles que les interaccions dissolvent-dissolvent, provocant que més molècules escapin a la fase de vapor. Exemples inclouen mescles d'etiò-aigua i solucions de benzen-metanol.

Què és una desviació negativa de la llei de Raoult?

Una desviació negativa es produeix quan la pressió de vapor d'una solució és més baixa del que es preveia per la llei de Raoult. Això passa quan les interaccions dissolvent-solut són més fortes que les interaccions dissolvent-dissolvent, provocant que menys molècules escapin a la fase de vapor. Exemples inclouen solucions de cloroform-acetona i àcid clorhídric-aigua.

Com afecta la temperatura els càlculs de la llei de Raoult?

La temperatura afecta directament la pressió de vapor del dissolvent pur (P°) però no la relació descrita per la llei de Raoult mateixa. A mesura que la temperatura augmenta, la pressió de vapor del dissolvent pur augmenta exponencialment segons l'equació de Clausius-Clapeyron, la qual cosa al seu torn augmenta la pressió de vapor de la solució proporcionalment.

Es pot utilitzar la llei de Raoult per a mescles amb múltiples components volàtils?

Sí, però en una forma modificada. Per a solucions on múltiples components són volàtils, cada component contribueix a la pressió total de vapor segons la llei de Raoult. La pressió total de vapor és la suma d'aquestes pressions parcials: P_total = Σ(X_i × P°_i), on i representa cada component volàtil.

Com està relacionada la llei de Raoult amb l'augment del punt d'ebullició?

La llei de Raoult explica l'augment del punt d'ebullició, una propietat col·ligativa. Quan s'afegeix un solut no volàtil a un dissolvent, la pressió de vapor disminueix segons la llei de Raoult. Com que l'ebullició ocorre quan la pressió de vapor és igual a la pressió atmosfèrica, es necessita una temperatura més alta per arribar a aquest punt, resultant en un punt d'ebullició elevat.

Com puc convertir entre diferents unitats de pressió en els càlculs de la llei de Raoult?

Les conversions comunes d'unitats de pressió inclouen:

• 1 atm = 101.325 kPa = 760 mmHg = 760 torr
• 1 kPa = 0.00987 atm = 7.5006 mmHg
• 1 mmHg = 1 torr = 0.00132 atm = 0.13332 kPa Assegureu-vos que tant la pressió de vapor del dissolvent pur com la pressió de vapor de la solució s'expressin en les mateixes unitats.

Com s'utilitza la llei de Raoult en els processos de destil·lació?

En la destil·lació, la llei de Raoult ajuda a predir la composició del vapor per sobre d'una mescla líquida. Els components amb pressions de vapor més altes tindran concentracions més altes a la fase de vapor que a la fase líquida. Aquesta diferència en la composició vapor-líquid és el que fa possible la separació a través de múltiples cicles de vaporització-condensació en una columna de destil·lació.

Referències

1. Atkins, P. W., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10a ed.). Oxford University Press.

2. Levine, I. N. (2009). Physical Chemistry (6a ed.). McGraw-Hill Education.

3. Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2017). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (8a ed.). McGraw-Hill Education.

4. Prausnitz, J. M., Lichtenthaler, R. N., & de Azevedo, E. G. (1998). Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria (3a ed.). Prentice Hall.

5. Raoult, F. M. (1887). "Loi générale des tensions de vapeur des dissolvants" [Llei general de les tensions de vapor dels dissolvents]. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 104, 1430–1433.

6. Sandler, S. I. (2017). Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics (5a ed.). John Wiley & Sons.

7. Denbigh, K. G. (1981). The Principles of Chemical Equilibrium (4a ed.). Cambridge University Press.

8. "Llei de Raoult." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Raoult%27s_law. Accedit 25 de juliol de 2025.

9. "Pressió de Vapor." 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. Accedit 25 de juliol de 2025.

10. "Propietats Colligatives." Khan Academy, https://www.khanacademy.org/science/chemistry/states-of-matter-and-intermolecular-forces/mixtures-and-solutions/v/colligative-properties. Accedit 25 de juliol de 2025.

Proveu la nostra calculadora de pressió de vapor de la llei de Raoult avui mateix per determinar ràpidament i amb precisió la pressió de vapor de les vostres solucions. Tant si esteu estudiant per a un examen, realitzant investigacions o resolent problemes industrials, aquesta eina us estalviarà temps i assegurarà càlculs precisos.