Soluzioni ideali

In una soluzione, ci sono tre principali forze intermolecolari attrattive:attrazioni fra le molecole di solvente, attrazioni fra le molecole di soluto, e attrazioni fra le molecole di soluto e solvente. Se la forza di ciascuno dei tre tipi di interazioni è simile in grandezza, la soluzione è chiamata soluzione ideale. Una soluzione ideale obbedisce alla legge di Raoult a tutte le concentrazioni.

Per una soluzione ideale con due componenti volatili, come il toluene e il benzene, la tensione di vapore parziale di ciascun componente sarà data dalla legge di Raoult come prodotto della tensione di vapore del componente puro e della sua frazione molare. In una data soluzione, la frazione molare per il toluene è 0, 4 e la frazione molare per il benzene è 0, 6. Poiché le pressioni di vapore del toluene puro e del benzene puro sono rispettivamente di 22 e 75 torr, le pressioni parziali del toluene e del benzene in questa soluzione saranno rispettivamente di 8, 8 e 45 torr.

La tensione di vapore totale è la somma delle pressioni parziali di ciascun componente, ed è pari a 54 torr. Per una soluzione così ideale, un grafico della pressione del vapore contro la frazione molare produce una linea retta. Quando le forze intermolecolari all'interno di una soluzione non sono uniformi, la soluzione devia dalla legge di Raoult e viene detta non ideale.

Se le interazioni solvente-soluto in una soluzione sono più deboli delle interazioni solvente-solvente, come nel caso di una soluzione di benzene e metanolo, il soluto consentirà a più particelle di solvente di fuoriuscire nello stato gassoso rispetto al solvente puro. Pertanto, la pressione del vapore tenderebbe a essere maggiore di quella prevista dalla legge di Raoult. Tali soluzioni mostrano una deviazione positiva dalla legge di Raoult.

Al contrario, in una soluzione con forti interazioni soluto-solvente, il soluto preverrà al solvente di vaporizzare, e la pressione del vapore della soluzione sarà inferiore a quella prevista dalla legge di Raoult. Ciò si osserva in una soluzione acquosa di acetone e cloroformio, dove un forte legame idrogeno fra i due porta a una deviazione negativa dalla legge di Raoult.