Propiedades Coligativas

Presión de vapor de una disolución. Ley de Raoult

Presión de vapor de una disolución. Ley de Raoult

La experiencia nos dice que la presión de vapor del disolvente en una disolución es inferior a la del disolvente puro. Las disoluciones acuosas concentradas de ciertas sustancias, como azúcar o urea, se evaporan más lentamente que el agua pura; en realidad, si la concentración del soluto eslo suficientemente alta, el vapor de agua de la atmósfera puede condensarse en la disolución, con lo cual la diluye.

Esta variación de la presión de vapor fue establecida, en 1887, por F. M. Raoult, quien estableció que la disminución relativa de la presión de vapor de un líquido al disolver en él un soluto no volátil cualquiera es igual a la presión de vapor del disolvente puro multiplicadapor la fracción molar del disolvente. Matemáticamente se puede expresar por la relación:

donde:
p es la presión de vapor del disolvente sobre la disolución;
p0 es la presión de vapor del disolvente puro;
xd es la fracción molar del disolvente en la disolución.
Observa que como xd en una disolución debe ser menor que 1, p debe ser menor que p0.
Podemos obtener una expresión directa respecto ala disminución de la presión de vapor mediante la siguiente sustitución xs = 1 — xd, donde xs es la fracción molar de soluto. Así:

donde la cantidad p0 - p es la disminución de la presión de vapor.
La ley de Raoult es válida para solutos sólidos que no sean electrólitos, es decir, que no se disocien en disolución. Realmente, las disoluciones verdaderas se apartan del comportamiento fijado poresta ley, y tanto más cuanto más concentradas se encuentren, pero se puede considerar que las disoluciones diluidas son prácticamente ideales.
Ley de Raoult

La teoría de la destilación es una de las aplicaciones de la ley de Raoult
La ley de Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cadacomponente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución. La ley debe su nombre al químico francés François Marie Raoult (1830-1901).
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Definición
Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la solución y la presión de vapor deldisolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la ley de Raoult mediante la cual: «la presión parcial de un disolvente sobre una disolución está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po1, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución ».

Es decir que la presión de vapor del soluto crece linealmentecon su fracción molar. En una solución que sólo contenga un soluto, se tiene que X1=1-X2, donde X2 es la fracción molar del soluto, pudiendo escribir la formulación de la ley como:

Se puede ver de esta forma que una disminución en la presión de vapor, es directamente proporcional a la concentración del soluto presente
Características
Una vez que los componentes de la solución han alcanzado elequilibrio químico, la presión total del vapor es:

y la presión individual de los componentes gaseosos es

donde
* (Pi)puro es la presión de vapor del componente puro
* Xi es la fracción molar del componente en solución
Consecuentemente a medida que el número de componentes gaseosos va creciendo en la solución, la presión de los componentes individuales decrece, así como la fracciónmolar de cada uno de ellos que va decreciendo igualmente con la adición de nuevos componentes. Si se tuviera un soluto puro, se alcanzaría el valor nulo de presión de vapor (es decir el cuerpo no se evaporaría). En este caso la presión de vapor de la disolución sería igual a la suma de las presiones parciales de cada componente (Ley de las presiones parciales o ley de Dalton).
Aplicación
Se...