La legge di Raoult: cosa è?
La legge di Raoult è un principio fondamentale della chimica fisica che riguarda le soluzioni. In particolare, la legge di Raoult stabilisce che la pressione di vapore di una soluzione ideale è uguale alla pressione di vapore dei componenti puri moltiplicata per la frazione molare di ciascun componente nella soluzione. In altre parole, la legge di Raoult spiega come la presenza di un soluto influenzi la pressione di vapore di una soluzione.
La legge di Raoult è stata formulata dal chimico francese François-Marie Raoult nel 1887 e rappresenta uno dei pilastri della chimica fisica moderna. Essa trova applicazione in molti campi della scienza e della tecnologia, come la chimica farmaceutica, la produzione di prodotti alimentari, la produzione di vernici e molti altri.
Esempio di applicazione della legge di Raoult
Un esempio concreto di applicazione della legge di Raoult è la determinazione della pressione di vapore di una soluzione acquosa di etanolo (C2H5OH) e acqua a temperature diverse. Supponiamo di avere una soluzione contenente il 50% di etanolo e il 50% di acqua. Secondo la legge di Raoult, la pressione di vapore della soluzione sarà data dalla somma delle pressioni di vapore dei due componenti della soluzione, moltiplicati per la loro frazione molare. Quindi:
Pressione di vapore della soluzione = Pressione di vapore dell’etanolo x frazione molare dell’etanolo + pressione di vapore dell’acqua x frazione molare dell’acqua
Per esempio, a una temperatura di 25 gradi Celsius, la pressione di vapore dell’etanolo puro è di 59,4 mmHg e quella dell’acqua pura è di 23,8 mmHg. Quindi, la pressione di vapore della soluzione sarà:
Pressione di vapore della soluzione = 59,4 x 0,5 + 23,8 x 0,5 = 41,6 mmHg
Come funziona la legge di Raoult?
La legge di Raoult si basa sulle proprietà delle soluzioni ideali. Una soluzione ideale è una soluzione in cui i componenti non interagiscono chimicamente tra di loro, cioè non formano composti o molecole nuove. Inoltre, in una soluzione ideale, le interazioni tra le molecole dei componenti sono identiche a quelle che si verificano tra le molecole dello stesso componente. Questo significa che le proprietà fisiche della soluzione, come la pressione di vapore, dipendono solo dalla presenza dei componenti e dalle loro frazioni molari.
La legge di Raoult stabilisce che la pressione di vapore di una soluzione ideale è una media ponderata delle pressioni di vapore dei singoli componenti, dove il peso di ciascun componente nella media è dato dalla sua frazione molare. In altre parole, la legge di Raoult spiega come le proprietà di una soluzione dipendano dalle proprietà dei singoli componenti e dalla loro quantità relativa.
La legge di Raoult e le soluzioni reali
Va notato che le soluzioni reali possono deviare dal comportamento ideale previsto dalla legge di Raoult. Questo accade quando le interazioni tra le molecole dei componenti sono diverse da quelle che si verificano tra le molecole dello stesso componente. In questo caso, la pressione di vapore della soluzione può essere maggiore o minore di quella prevista dalla legge di Raoult. Tuttavia, in molti casi, la legge di Raoult fornisce ancora una buona approssimazione del comportamento di una soluzione, soprattutto se la concentrazione dei componenti è bassa.
