Ideale Lösungen

In einer Lösung gibt es drei wichtige intermolekulare Anziehungskräfte: Anziehungskräfte zwischen den Lösungsmittelmolekülen, Anziehungskräfte zwischen den gelösten Molekülen und Anziehungskräfte zwischen dem gelösten Stoff und den Lösungsmittelmolekülen.

Wenn die Stärke jeder der drei Arten von Wechselwirkungen in ihrer Größe ähnlich groß ist, wird die Lösung als ideale Lösung bezeichnet.

Eine ideale Lösung gehorcht dem Raoultschen Gesetz in allen Konzentrationen.

Für eine ideale Lösung mit zwei flüchtigen Komponenten, wie Toluol und Benzol, wird der Dampfpartialdruck jeder Komponente nach dem Raoultschen Gesetz als Produkt aus dem Dampfdruck der reinen Komponente und ihrem Molenbruch angegeben.

In einer gegebenen Lösung beträgt der Molenbruch für Toluol 0,4 und der Molenbruch für Benzol 0,6. Da die Dampfdrücke des reinen Toluols und des reinen Benzols 22 bzw. 75 Torr betragen, betragen die Partialdrücke von Toluol und Benzol in dieser Lösung 8,8 bzw. 45 Torr.

Der Gesamtdampfdruck ist die Summe des Partialdrucks jeder Komponente und beträgt 54 Torr.

Für eine solche ideale Lösung ergibt ein Diagramm des Dampfdrucks gegen den Molenbruch eine gerade Linie.

Wenn die intermolekularen Kräfte innerhalb einer Lösung nicht gleichmäßig sind, weicht die Lösung vom Raoultschen Gesetz ab und wird als nicht-ideal bezeichnet.

Wenn die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und gelöstem Stoff in einer Lösung schwächer sind als die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und Lösungsmittel, wie im Fall einer Benzol- und Methanollösung, lässt der gelöste Stoff mehr Lösungsmittelpartikel in den gasförmigen Zustand entweichen als im reinen Lösungsmittel.

Daher wäre der Dampfdruck tendenziell größer als vom Raoultschen Gesetz vorhergesagt. Solche Lösungen zeigen eine positive Abweichung vom Raoultschen Gesetz.

Umgekehrt verhindert der gelöste Stoff in einer Lösung mit starken Wechselwirkungen zwischen gelöstem Stoff und Lösungsmittel das Verdampfen des Lösungsmittels und der Dampfdruck der Lösung ist geringer als der nach dem Raoultschen Gesetz vorhergesagte.

Dies wird in einer wässrigen Lösung von Aceton und Chloroform beobachtet, wo eine starke Wasserstoffbindung zwischen den beiden zu einer negativen Abweichung vom Raoultschen Gesetz führt.