Калькулятор закону Рауля

Калькулятор тиску пари за законом Рауля

Потрібно передбачити, як розчинена речовина вплине на тиск пари розчинника? Цей калькулятор застосовує закон Рауля, щоб миттєво надати вам результати - просто введіть мольну частку та тиск пари чистого розчинника. Незалежно від того, чи проектуєте ви ректифікаційну колону, чи аналізуєте поведінку розчину в лабораторії, ви отримаєте точні розрахунки за лічені секунди.

Що таке закон Рауля?

Закон Рауля описує взаємозв'язок між тиском пари та складом рідких розчинів. Названий на честь французького хіміка Франсуа-Марі Рауля, який відкрив його через ретельні експерименти в 1887 році, цей принцип стверджує, що парціальний тиск кожного компонента дорівнює добутку його мольної частки на тиск пари чистої речовини.

Ось що робить це корисним: коли ви розчиняєте нелеткий розчинений компонент (наприклад, сіль або цукор) у розчиннику, тиск пари розчину падає нижче тиску пари чистого розчинника. Це відбувається тому, що молекули розчиненої речовини займають простір на поверхні рідини, зменшуючи кількість молекул розчинника, які можуть потрапити у парову фазу.

Цей принцип є фундаментальним для розуміння процесів дистиляції, колігативних властивостей та термодинаміки розчинів. У хімічній інженерії він є відправною точкою для проектування процесів розділення. У фармацевтичній розробці він допомагає передбачати розчинність ліків та стабільність формуляцій.

Закон Рауля: Формула та Розрахунок

Закон Рауля виражається наступним рівнянням:

$P_{розчину} = X_{розчинника} \times P^{\circ}_{розчинника}$

Де:

$P_{розчину}$ - тиск пари розчину (зазвичай вимірюється в кПа, мм рт.ст. або атм)
$X_{розчинника}$ - мольна частка розчинника в розчині (безрозмірна, від 0 до 1)
$P^{\circ}_{розчинника}$ - тиск пари чистого розчинника при тій самій температурі (в тих же одиницях тиску)

Мольна частка ( $X_{розчинника}$ ) розраховується як:

$X_{розчинника} = \frac{n_{розчинника}}{n_{розчинника} + n_{розчиненої речовини}}$

Де:

$n_{розчинника}$ - кількість молів розчинника
$n_{розчиненої речовини}$ - кількість молів розчиненої речовини

Розуміння Змінних

Мольна частка розчинника ( $X_{розчинника}$ ):
- Це безрозмірна величина, яка представляє частку молекул розчинника в розчині.
- Варіюється від 0 (чиста розчинена речовина) до 1 (чистий розчинник).
- Сума всіх мольних часток у розчині дорівнює 1.
Тиск пари чистого розчинника ( $P^{\circ}_{розчинника}$ ):
- Це тиск пари чистого розчинника при певній температурі.
- Це внутрішня властивість розчинника, яка сильно залежить від температури.
- Звичайні одиниці включають кілопаскалі (кПа), міліметри ртутного стовпчика (мм рт.ст.), атмосфери (атм) або торр.
Тиск пари розчину ( $P_{розчину}$ ):
- Це результуючий тиск пари розчину.
- Завжди менший або дорівнює тиску пари чистого розчинника.
- Виражається в тих же одиницях, що й тиск пари чистого розчинника.

Коли Закон Рауля Працює (і Коли Ні)

Розуміння обмежень має crucial значення для точних розрахунків:

Ідеальні Розчини - Закон Рауля дає чудові результати, коли:

Компоненти мають подібні молекулярні структури та полярності (як бензен і толуен)
Міжмолекулярні сили між різними молекулами збігаються з силами між однаковими молекулами
Ви працюєте при помірних температурах і тисках

Відхилення в Реальному Світі - Ось що, за моїми спостереженнями, викликає проблеми:

Позитивні відхилення відбуваються, коли фактичний тиск пари перевищує передбачення. Це трапляється з сумішами ацетону та сірковуглецю, де молекули "не люблять" один одного, що полегшує їх вихід у парову фазу.

Негативні відхилення з'являються, коли утворюються сильні взаємодії між різними молекулами, як водневе зв'язування в сумішах хлороформу та ацетону. Тиск пари розчину падає нижче від передбаченого законом Рауля.

Температура Має Значення - Тиск пари чистого розчинника драматично змінюється з температурою (відповідно до рівняння Клаузіуса-Клапейрона). Завжди перевіряйте, чи відповідає ваш еталонний тиск пари робочій температурі. Різниця в 10°C може значно вплинути на ваші розрахунки.

Кілька Летких Компонентів - Коли обидва компоненти можуть випаровуватися (як етанол-вода), вам потрібно застосувати закон Рауля до кожного компонента окремо та підсумувати часткові тиски. Базовий калькулятор тут припускає нелетку розчинену речовину.

Як використовувати калькулятор тиску пари

Отримання точних результатів займає лише три кроки:

1. Введіть молярну частку - Введіть значення від 0 до 1, що представляє частку розчинника. Якщо у вас 80 молекул розчинника та 20 молекул розчиненої речовини, ваша молярна частка становить 0,8. Ще не розрахували? Вам спочатку потрібна кількість молів розчинника та розчиненої речовини: X = n_розчинника / (n_розчинника + n_розчиненої речовини).

2. Введіть тиск пари чистого розчинника - Знайдіть тиск пари вашого розчинника при робочій температурі. Вода при 25°C становить 3,17 кПа, а етанол при тій же температурі - 7,87 кПа. Хімічний вебпосібник NIST надає надійні дані про тиск пари для більшості поширених розчинників.

3. Перегляньте результат - Калькулятор миттєво показує тиск пари розчину в тих же одиницях, які ви ввели. Графік нижче показує, як ваша конкретна точка відповідає лінійній залежності - корисно для розуміння впливу зміни складу на тиск пари.

Професійна порада: При роботі з температурочутливими системами невеликі коливання температури значно впливають на тиск пари. Завжди перевіряйте, чи відповідають дані про розчинник вашій фактичній робочій температурі, а не просто "кімнатній температурі".

Перевірка введення

Калькулятор виконує наступні перевірки введених даних:

Перевірка молярної частки:
- Має бути коректним числом.
- Має бути в межах від 0 до 1 (включно).
- Значення поза цим діапазоном викличуть повідомлення про помилку.
Перевірка тиску пари:
- Має бути коректним додатнім числом.
- Від'ємні значення викличуть повідомлення про помилку.
- Нуль дозволений, але може бути фізично не зовсім коректним у більшості контекстів.

Якщо виникають будь-які помилки перевірки, калькулятор відобразить відповідні повідомлення про помилки і не продовжить розрахунок, доки не будуть введені коректні дані.

Практичні приклади

Розглянемо реальні сценарії, з якими ви можете зіткнутися:

Приклад 1: Цукровий водний розчин для харчової науки

Ви формулюєте сироп, де концентрація цукру впливає на стабільність зберігання через активність води. Ваш розчин містить воду з мольною часткою 0,9 при 25°C (тиск насиченої пари чистої води: 3,17 кПа).

Розрахунок: $P_{solution} = 0.9 \times 3.17 \text{ кПа} = 2.853 \text{ кПа}$

Що це означає: 10% зниження тиску пари (з 3,17 до 2,85 кПа) вказує на зменшену активність води, що перешкоджає мікробному росту. Саме тому концентровані цукрові розчини, як-от мед, чинять опір псуванню.

Приклад 2: Проектування дистиляції

Ви проектуєте дистиляційну колону для суміші етанолу та води. При 20°C ваша суміш має мольну частку етанолу 0,6 (тиск насиченої пари чистого етанолу: 5,95 кПа).

Розрахунок: $P_{solution} = 0.6 \times 5.95 \text{ кПа} = 3.57 \text{ кПа}$

Практична примітка: Це дає вам парціальний тиск етанолу. Для загального тиску ви також розрахуєте внесок води з її мольною часткою (0,4). Реальне проектування дистиляції вимагає врахування обох компонентів на кількох етапах, але закон Рауля надає теоретичну основу для розрахунку кожного етапу.

Приклад 3: Контроль якості у виробництві

Розбавлений полімерний розчин має мольну частку розчинника 0,99 (тиск насиченої пари чистого розчинника: 100 кПа). Вам потрібно перевірити, чи впливає невелика кількість розчиненого полімеру на процес сушіння.

Розрахунок: $P_{solution} = 0.99 \times 100 \text{ кПа} = 99 \text{ кПа}$

Інтерпретація: Лише 1% зниження тиску пари означає, що швидкості сушіння значно не зміняться. Це допомагає вам вирішити, чи потрібно коригувати параметри процесу для розчинених твердих речовин.

Реальні застосування закону Рауля

Розуміння поведінки парового тиску є важливим у багатьох галузях:

Процеси дистиляції та розділення

У нафтопереробці закон Рауля формує теоретичну основу для проектування ректифікаційних колон. Інженери використовують його для прогнозування того, як сира нафта розділяється на бензин, гас та інші фракції на основі відмінностей парового тиску. Хоча реальна нафта занадто складна для розрахунків за чистим законом Рауля, він слугує відправною точкою, на якій базуються моделі коефіцієнтів активності.

Дистиляція напоїв базується на тих самих принципах. При виробництві спиртних напоїв пара над сумішшю етанолу та води багатша на етанол, ніж рідина, через його вищий паровий тиск. Багатоступенева дистиляція поступово концентрує етанол.

Розробка фармацевтичних препаратів

Вчені з формулювання ліків використовують розрахунки парового тиску, щоб передбачити, як швидко розчинники випаровуватимуться під час покриття таблеток або ліофілізації (сушіння морозінням). Поширена проблема: забезпечити повне видалення розчинника без пошкодження термочутливих активних інгредієнтів. Закон Рауля допомагає визначити оптимальні умови сушіння.

Екологічне моделювання

При моделюванні викидів летких органічних сполук (ЛОС) з забруднених ґрунтових вод екологічні інженери застосовують закон Рауля для оцінки швидкості переходу забруднювачів у повітря. Це впливає на вибір стратегії рекультивації - чи використовувати продування повітрям, вилучення пари або природне розсіювання.

Часта проблема: припущення про ідеальну поведінку при роботі зі складними екологічними сумішами. Реальні забруднені ділянки часто містять кілька забруднювачів з потужними міжмолекулярними взаємодіями, що вимагає коригування коефіцієнтів активності.

Хімічне виробництво та контроль якості

Системи відновлення розчинників на виробничих підприємствах залежать від розрахунків рівноваги пара-рідина. При переробці розчинників з реакційних сумішей знання співвідношення парового тиску допомагає оптимізувати вихід відновлення та споживання енергії.

У контролі якості несподівані відхилення парового тиску часто сигналізують про забруднення або побічні продукти реакції раніше, ніж інші аналітичні методи їх виявляють.

За межами закону Рауля: Просунуті моделі

Коли закон Рауля не підходить для вашої системи, існує кілька альтернатив:

Закон Генрі для розведених розчинів

Для газів, розчинених у рідинах, або слідових розчинів, закон Генрі часто працює краще:

$P_i = k_H \times X_i$

Константа Генрі ( $k_H$ ) специфічна для кожної пари розчинник-розчинене речовина та температури. Ці значення можна знайти в таблицях для поширених систем, таких як кисень у воді або CO₂ в спиртах. Стандартна довідкова база даних NIST підтримує докладні дані про константи Генрі.

Коли перемикатися: Якщо концентрація розчиненої речовини нижче 1-2 молярних відсотків, розгляньте закон Генрі. Він особливо точний для розрахунків розчинності газів.

Моделі коефіцієнтів активності

Реальні розчини вимагають коефіцієнтів активності (γ) для корекції неідеальної поведінки:

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

Поширені моделі за складністю:

Марґулес - Проста, добра для подібних молекул з помірними відхиленнями
Ван Лаар - Добре працює для вуглеводнів та подібних систем
Вільсон - Не може передбачити розшарування рідина-рідина
NRTL - Обробляє рівноваги пара-рідина та рідина-рідина
UNIQUAC - Найкраще для складних молекул і полімерів

Симулятори хімічних інженерних процесів, як Aspen Plus, реалізують ці моделі з докладними базами параметрів. Для ручних розрахунків вам знадобляться експериментально визначені коефіцієнти активності з літературних джерел, таких як Хімічна серія даних DECHEMA.

Методи рівнянь стану

Системи з високим тиском (понад 10 бар) зазвичай вимагають моделей рівнянь стану, таких як Пенг-Робінсон або Соаве-Редліх-Квонг. Вони виходять за рамки простих інструментів калькулятора, але є суттєвими для застосувань надкритичних флюїдів та хімічних процесів з високим тиском.

Історичний контекст

Французький хімік Франсуа-Марі Рауль (1830-1901) відкрив цю залежність у 1887 році під час викладання в Гренобльському університеті. Шляхом ретельних вимірювань тиску пари в розчинах з нелеткими розчиненими речовинами, він спостерігав послідовну закономірність: зниження тиску пари було безпосередньо пропорційне концентрації розчиненої речовини.

Його основоположна стаття, "Загальний закон тисків пари розчинників", опублікована в Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, встановила те, що ми зараз називаємо законом Рауля. Ця робота була революційною, оскільки надала кількісні докази молекулярної природи матерії в період, коли атомна теорія ще набувала визнання.

Значущість відкриття Рауля полягає в тому, як воно пов'язалося з колігативними властивостями - фізичними властивостями, що залежать від концентрації часток, а не їх ідентичності. Разом зі зниженням температури замерзання та осмотичним тиском, зниження тиску пари допомогло хімікам зрозуміти, що розчини поводяться передбачувано на основі кількості розчинених часток.

Пізніше Дж. Вілард Гіббс включив закон Рауля в ширшу структуру хімічної термодинаміки, пов'язавши його з хімічним потенціалом та вільною енергією Гіббса. У міру розвитку 20-го століття хіміки усвідомили, що реальні розчини часто відхиляються від ідеальної поведінки, що призвело до моделей коефіцієнта активності, які ми використовуємо сьогодні для складних систем.

Приклади реалізації програмування

Потрібно автоматизувати розрахунки тиску пари у вашому робочому процесі? Ось реалізації в поширених мовах програмування з перевіркою введення:

1' Формула Excel для розрахунку закону Рауля
2' У комірці A1: Мольна частка розчинника
3' У комірці A2: Тиск пари чистого розчинника (кПа)
4' У комірці A3: =A1*A2 (Тиск пари розчину)
5
6' Функція Excel VBA
7Function RaoultsLaw(moleFraction As Double, pureVaporPressure As Double) As Double
8    ' Перевірка введення
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    ' Розрахунок тиску пари розчину
20    RaoultsLaw = moleFraction * pureVaporPressure
21End Function
22

1def calculate_vapor_pressure(mole_fraction, pure_vapor_pressure):
2    """
3    Розрахунок тиску пари розчину за законом Рауля.
4    
5    Параметри:
6    mole_fraction (float): Мольна частка розчинника (від 0 до 1)
7    pure_vapor_pressure (float): Тиск пари чистого розчинника (кПа)
8    
9    Повертає:
10    float: Тиск пари розчину (кПа)
11    """
12    # Перевірка введення
13    if not 0 <= mole_fraction <= 1:
14        raise ValueError("Мольна частка має бути між 0 та 1")
15    
16    if pure_vapor_pressure < 0:
17        raise ValueError("Тиск пари не може бути від'ємним")
18    
19    # Розрахунок тиску пари розчину
20    solution_vapor_pressure = mole_fraction * pure_vapor_pressure
21    
22    return solution_vapor_pressure
23
24# Приклад використання
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"Тиск пари розчину: {solution_pressure:.4f} кПа")
31except ValueError as e:
32    print(f"Помилка: {e}")
33

1/**
2 * Розрахунок тиску пари розчину за законом Рауля.
3 * 
4 * @param {number} moleFraction - Мольна частка розчинника (від 0 до 1)
5 * @param {number} pureVaporPressure - Тиск пари чистого розчинника (кПа)
6 * @returns {number} - Тиск пари розчину (кПа)
7 * @throws {Error} - Якщо введення некоректне
8 */
9function calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure) {
10    // Перевірка введення
11    if (isNaN(moleFraction) || moleFraction < 0 || moleFraction > 1) {
12        throw new Error("Мольна частка має бути числом між 0 та 1");
13    }
14    
15    if (isNaN(pureVaporPressure) || pureVaporPressure < 0) {
16        throw new Error("Тиск пари чистого розчинника має бути додатнім числом");
17    }
18    
19    // Розрахунок тиску пари розчину
20    const solutionVaporPressure = moleFraction * pureVaporPressure;
21    
22    return solutionVaporPressure;
23}
24
25// Приклад використання
26try {
27    const moleFraction = 0.85;
28    const pureVaporPressure = 5.95; // кПа (етанол при 20°C)
29    
30    const result = calculateVaporPressure(moleFraction, pureVaporPressure);
31    console.log(`Тиск пари розчину: ${result.toFixed(4)} кПа`);
32} catch (error) {
33    console.error(`Помилка: ${error.message}`);
34}
35

1public class RaoultsLawCalculator {
2    /**
3     * Розрахунок тиску пари розчину за законом Рауля.
4     * 
5     * @param moleFraction Мольна частка розчинника (від 0 до 1)
6     * @param pureVaporPressure Тиск пари чистого розчинника (кПа)
7     * @return Тиск пари розчину (кПа)
8     * @throws IllegalArgumentException Якщо введення некоректне
9     */
10    public static double calculateVaporPressure(double moleFraction, double pureVaporPressure) {
11        // Перевірка введення
12        if (moleFraction < 0 || moleFraction > 1) {
13            throw new IllegalArgumentException("Мольна частка має бути між 0 та 1");
14        }
15        
16        if (pureVaporPressure < 0) {
17            throw new IllegalArgumentException("Тиск пари чистого розчинника не може бути від'ємним");
18        }
19        
20        // Розрахунок тиску пари розчину
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("Тиск пари розчину: %.4f кПа%n", solutionPressure);
31        } catch (IllegalArgumentException e) {
32            System.err.println("Помилка: " + e.getMessage());
33        }
34    }
35}
36

1#' Розрахунок тиску пари розчину за законом Рауля
2#'
3#' @param mole_fraction Мольна частка розчинника (від 0 до 1)
4#' @param pure_vapor_pressure Тиск пари чистого розчинника (кПа)
5#' @return Тиск пари розчину (кПа)
6#' @examples
7#' calculate_vapor_pressure(0.8, 3.17)
8calculate_vapor_pressure <- function(mole_fraction, pure_vapor_pressure) {
9  # Перевірка введення
10  if (!is.numeric(mole_fraction) || mole_fraction < 0 || mole_fraction > 1) {
11    stop("Мольна частка має бути числом між 0 та 1")
12  }
13  
14  if (!is.numeric(pure_vapor_pressure) || pure_vapor_pressure < 0) {
15    stop("Тиск пари чистого розчинника має бути додатнім числом")
16  }
17  
18  # Розрахунок тиску пари розчину
19  solution_vapor_pressure <- mole_fraction * pure_vapor_pressure
20  
21  return(solution_vapor_pressure)
22}
23
24# Приклад використання
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("Тиск пари розчину: %.4f кПа\n", result))
31}, error = function(e) {
32  cat("Помилка:", e$message, "\n")
33})
34

1function solution_vapor_pressure = raoultsLaw(mole_fraction, pure_vapor_pressure)
2    % RAOULTS_LAW Розрахунок тиску пари розчину за законом Рауля
3    %
4    % Входи:
5    %   mole_fraction - Мольна частка розчинника (від 0 до 1)
6    %   pure_vapor_pressure - Тиск пари чистого розчинника (кПа)
7    %
8    % Вихід:
9    %   solution_vapor_pressure - Тиск пари розчину (кПа)
10    
11    % Перевірка введення
12    if ~isnumeric(mole_fraction) || mole_fraction < 0 || mole_fraction > 1
13        error('Мольна частка має бути числом між 0 та 1');
14    end
15    
16    if ~isnumeric(pure_vapor_pressure) || pure_vapor_pressure < 0
17        error('Тиск пари чистого розчинника має бути додатнім числом');
18    end
19    
20    % Розрахунок тиску пари розчину
21    solution_vapor_pressure = mole_fraction * pure_vapor_pressure;
22end
23
24% Приклад використання
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('Тиск пари розчину: %.4f кПа\n', result);
31catch ME
32    fprintf('Помилка: %s\n', ME.message);
33end
34

Часто запитувані питання

Що таке закон Рауля простими словами?

Закон Рауля описує, як додавання розчиненої речовини до розчинника знижує тиск пари розчину. Зв'язок лінійний: тиск пари розчину дорівнює добутку тиску пари чистого розчинника та молярної частки розчинника (P = X × P°). Уявіть це як блокування молекулами розчиненої речовини частини молекул розчинника від випаровування.

Як розрахувати тиск пари за допомогою цього калькулятора?

Введіть два значення: молярну частку вашого розчинника (між 0 і 1) та тиск пари чистого розчинника при робочій температурі. Калькулятор множить ці значення, щоб отримати тиск пари розчину. Переконайтеся, що тиск пари чистого розчинника відповідає вашій фактичній температурі - вода при 25°C становить 3,17 кПа, а при 100°C - 101,3 кПа.

Коли закон Рауля є точним?

Закон Рауля найкраще працює для ідеальних розчинів, де компоненти хімічно подібні (наприклад, бензен-толуен). Він досить точний для розведених розчинів, навіть коли компоненти відрізняються. Очікуйте більших похибок у концентрованих розчинах з неподібними молекулами, особливо тими, що утворюють водневі зв'язки або мають сильні диполь-дипольні взаємодії.

Що спричиняє відхилення тиску пари від передбачень?

Відхилення виникають, коли взаємодії розчинник-розчинена речовина відрізняються від взаємодій розчинник-розчинник. Якщо змішування несприятливе (молекули відштовхуються), тиск пари перевищує передбачення (позитивне відхилення). Якщо змішування сприятливе (сильні атракції, як водневі зв'язки), тиск пари падає нижче передбачень (негативне відхилення). Ацетон-хлороформ показує негативне відхилення через водневі зв'язки між молекулами.

Чи впливає температура на розрахунки за законом Рауля?

Температура драматично впливає на значення тиску пари чистого розчинника, який ви вводите, але сама формула закону Рауля не змінюється. Завжди використовуйте дані про тиск пари при точній робочій температурі. Помилка на 5-10°C може спотворити ваші результати на 20-30%, оскільки тиск пари збільшується експоненційно з температурою.

Чи можна використовувати закон Рауля для сумішей, де випаровуються обидва компоненти?

Так, але ви будете застосовувати його окремо до кожного леткого компонента. Розрахуйте частковий тиск кожного компонента, використовуючи його молярну частку та тиск чистої пари, потім додайте їх для отримання загального тиску. Так працюють розрахунки дистиляції - суміші етанол-вода вимагають розрахунку внесків обох компонентів.

Як закон Рауля допомагає в проектуванні дистиляції?

Закон Рауля передбачає склад пари з рідкого складу. Більш летючий компонент (вищий тиск пари) концентрується в паровій фазі. Шляхом багаторазової конденсації та повторного випаровування колони дистиляції поступово розділяють компоненти. Кожна теоретична тарілка в колоні представляє один крок рівноваги на основі закону Рауля.

Які одиниці приймає калькулятор?

Підійдуть будь-які одиниці тиску - кПа, мм рт.ст., атм, бар, торр - головне, щоб ви були послідовні. Введіть тиск чистого розчинника в кПа, отримаєте результат у кПа. Поширені перетворення: 1 атм = 101,325 кПа = 760 мм рт.ст. Молярна частка не має одиниць (завжди між 0 і 1).

Коли слід використовувати коефіцієнти активності замість закону Рауля?

Якщо ваша система показує відхилення більше 10-15% від ідеальної поведінки, коефіцієнти активності підвищать точність. Вони знадобляться для сильно неідеальних систем, як-от спирт-вода, ацетон-хлороформ або будь-яка суміш з потужними водневими зв'язками або значними відмінностями в розмірах молекул. Програмне забезпечення для моделювання процесів автоматично включає моделі коефіцієнтів активності.

Посилання та додаткова література

Аткінс, П. В., & де Пауло, Дж. (2014). Фізична хімія Аткінса (10-е вид.). Oxford University Press.
Сміт, Дж. М., Ван Несс, Х. К., & Еббот, М. М. (2017). Вступ до хімічної інженерної термодинаміки (8-е вид.). McGraw-Hill Education.
Праузніц, Дж. М., Ліхтенталер, Р. Н., & де Азеведо, Е. Г. (1998). Молекулярна термодинаміка рівноваги рідинних фаз (3-є вид.). Prentice Hall.
Рауль, Ф. М. (1887). "Загальний закон тиску пари розчинників". Звіти Академії наук, 104, 1430–1433.
Сандлер, С. І. (2017). Хімічна, біохімічна та інженерна термодинаміка (5-е вид.). John Wiley & Sons.
NIST Хімічний Веб-довідник - Авторитетні термохімічні та дані про тиск пари.
IUPAC Компендіум хімічної термінології - Золотий довідник визначень для закону Рауля та пов'язаних концепцій.
Хімічна серія даних DECHEMA - Розширені дані про рівновагу рідина-пара для хімічних систем.
Chemistry LibreTexts: Тиск пари - Всебічний освітній ресурс про тиск пари та фазові переходи.

Розрахунок тиску насиченої пари розчину

Цей калькулятор забезпечує миттєві та точні прогнози тиску насиченої пари для ідеальних та близьких до ідеальних розчинів. Незалежно від того, чи ви студент-хімік, який вивчає колігативні властивості, дослідник, що розробляє експерименти, або інженер, який оптимізує процеси розділення, ви отримаєте надійні результати, засновані на усталених термодинамічних принципах.

Введіть свої значення вище, щоб розрахувати, як склад впливає на тиск насиченої пари вашого розчину.

Калькулятор закону Рауля - Тиск пари розчинів

Формула

Тиск пари в залежності від мольної частки

Документація