Топоскопический закон Рауля
Одним из важнейших термодинамических свойств чистых жидкостей и растворов является давление насыщенного пара.
Рассмотрим процесс испарения чистой жидкости () в закрытом сосуде. Молекулы жидкости перемещаются хаотически с различными скоростями и те из них, которые оказываются у поверхности и движутся вверх за счет своей кинетической энергии могут преодолеть силы межмолекулярного взаимодействия и перейти в газовую фазу. Постепенно накапливающиеся в пространстве над жидкостью молекулы, перемещаясь хаотически, ударяются о поверхность воды и могут поглощаться ею, т.е. происходит процесс конденсации пара.
По истечении некоторого времени наступает состояние равновесия между процессом испарения и конденсации воды. Пар находящийся в равновесии с жидкостью называется насыщенным и характеризуется давлением насыщенного пара. Эта величина не зависит от количества пара и жидкости, от наличия и количества газа, инертного по отношению к пару, а зависит только от температуры.

Рис. 3. Схема испарения чистого растворителя А () (а) и растворителя (
) из раствора, содержащего нелетучего вещество В (б).
Константа равновесия процесса испарения чистого растворителя (а) численно равна парциальному давлению насыщенного пара при данной температуре. Например, для воды

При растворении нелетучего вещества (В) в веществе (А) число молекул (А) в единице объема уменьшается, а значит, снижается и их число на единице поверхности испаряющейся жидкости (б).
Равновесие процесса испарения в такой системе можно описать посредством следующего уравнения:

Поскольку выражения (11) и (12) относятся к одной температуре, то К = К и следовательно или в общем случае
где — давление насыщенного пара чистого растворителя, кПа;
— давление насыщенного пара растворителя над раствором, кПа;
— молярная доля растворителя.
Уравнение (3) является математическим выражением тоноскопи-ческого закона Рауля: парциальное давление насыщенного пара растворителя над раствором прямо пропорционально его молярной доле.
Поскольку растворенное вещество ( В ) не летуче, то и

и с учетом получаем
— или для воды
Полученное выражение (5) является другой формулировкой закона Рауля: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над идеальным раствором равно молярной доле растворенного вещества.

Рис. 4. Диаграмма состояния воды и водного раствора нелетучего вещества.
Рассмотрим пример:
Определить давление насыщенного пара над 1,0% раствором карбамида при 298К, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 2,34 кПа.

где:
Р — давление насыщенного пара растворения над раствором, кПа;
— давление пара чистого растворителя, кПа;
— молярная доля растворителя (
)-,
— количество воды, моль.
п — количество карбамида, моль
Возьмем 100 г раствора, тогда масса равна 1 г, а масса
— 100 — I = 99 г, тогда

Давление насыщенного пара над 1% раствором составляет 2,33 кПа.
Эта теория взята со страницы помощи по химии:
Возможно эти страницы вам помогут:
Методы умягчения воды в химии |
Диаграмма состояния воды в химии |
Эбуллиоскопический закон |
Криоскопический закон |