Roztwór idealny

W roztworze występują trzy główne przyciągające siły międzycząsteczkowe: przyciąganie między cząsteczkami rozpuszczalnika, przyciąganie między cząsteczkami substancji rozpuszczonej oraz przyciąganie między cząsteczkami substancji rozpuszczonej a cząsteczkami rozpuszczalnika.

Jeśli siła każdego z trzech typów oddziaływań jest podobna pod względem wielkości, rozwiązanie nazywa się rozwiązaniem idealnym.

Idealne rozwiązanie jest zgodne z prawem Raoulta we wszystkich stężeniach.

W przypadku idealnego rozwiązania z dwoma składnikami lotnymi, takimi jak toluen i benzen, ciśnienie parowe par każdego składnika zostanie określone przez prawo Raoulta jako iloczyn prężności pary czystego składnika i jego frakcji molowej.

W danym roztworze ułamek molowy dla toluenu wynosi 0,4, a ułamek molowy dla benzenu wynosi 0,6. Ponieważ prężność par czystego toluenu i czystego benzenu wynosi odpowiednio 22 i 75 torów, ciśnienia cząstkowe toluenu i benzenu w tym roztworze wyniosą odpowiednio 8,8 i 45 torów.

Całkowita prężność par jest sumą ciśnienia parcjalnego każdego składnika i jest równa 54 torr.

Dla takiego idealnego rozwiązania wykres prężności pary w stosunku do frakcji molowej daje linię prostą.

Gdy siły międzycząsteczkowe w roztworze nie są jednorodne, roztwór odbiega od prawa Raoulta i nazywa się go nieidealnym.

Jeżeli oddziaływania rozpuszczalnik-substancja rozpuszczona w roztworze są słabsze niż oddziaływania rozpuszczalnik-rozpuszczalnik, jak w przypadku roztworu benzenu i metanolu, substancja rozpuszczona pozwoli na ucieczkę większej liczby cząstek rozpuszczalnika do stanu gazowego niż w czystym rozpuszczalniku.

W związku z tym prężność pary byłaby zwykle większa niż przewidziana przez prawo Raoulta. Takie rozwiązania wykazują pozytywne odchylenie od prawa Raoulta.

I odwrotnie, w roztworze z silnymi oddziaływaniami substancja rozpuszczona-rozpuszczalnik, substancja rozpuszczona zapobiegnie parowaniu rozpuszczalnika, a prężność pary roztworu będzie mniejsza niż przewidziana przez prawo Raoulta.

Obserwuje się to w wodnym roztworze acetonu i chloroformu, gdzie silne wiązanie wodorowe między nimi prowadzi do ujemnego odchylenia od prawa Raoulta.