Back to chapter

12.9:

İdeal Solüsyonlar

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Ideal Solutions

Languages

Share

Bir çözeltide, moleküller arası çekici üç kuvvet vardır:çözücü moleküller arasındaki çekimler, çözünen moleküller arasındaki çekimler, ve çözünen ve çözücü moleküller arasındaki çekimler. Üç tür etkileşimden her birinin gücü büyüklük olarak benzer ise çözeltiye ideal çözelti denir. İdeal çözelti, tüm konsantrasyonlarda Raoult yasasına uyar.Toluen ve benzen gibi iki uçucu bileşene sahip ideal bir çözelti için her bileşenin kısmi buhar basıncı, saf bileşenin buhar basıncı ve mol fraksiyonunun çarpımı olarak Raoult yasasına göre hesaplanır. Belirli bir çözeltide, toluen için mol fraksiyonu 0, 4 ve benzen için mol fraksiyonu 0, 6’dır. Saf toluen ve saf benzenin buhar basınçları sırasıyla 22 ve 75 torr olduğundan, bu çözeltideki toluen ve benzenin kısmi basınçları sırasıyla 8, 8 ve 45 tor olacaktır.Toplam buhar basıncı, her bir bileşenin kısmi basınçlarının toplamıdır ve 54 torr’a eşittir. Böyle ideal bir çözelti için, mol fraksiyonuna karşı buhar basıncı grafiği düz bir çizgi verir. Bir çözeltideki moleküller arası kuvvetler tek tip olmadığında, çözelti Raoult yasasından sapar buna ideal olmayan çözelti denir.Bir çözeltideki çözücü-çözünen etkileşimleri, benzen ve metanol çözeltisi durumunda olduğu gibi çözücü-çözücü etkileşimlerinden daha zayıfsa çözücü, saf çözücüde olduğundan daha fazla çözücü partikülünün gaz haline kaçmasına izin verecektir. Bu nedenle, buhar basıncı Raoult yasasının öngördüğünden daha büyük olma eğilimindedir. Bu tür çözümler Raoult yasasından olumlu bir sapma gösterir.Tersine, güçlü çözücü-çözücü etkileşimleri olan bir çözeltide, çözünen madde çözücünün buharlaşmasını önleyecek ve çözeltinin buhar basıncı Raoult yasasının belirttiğinden daha düşük olacaktır. Bu, sulu bir aseton ve kloroform çözeltisinde gözlemlenir;burada ikisi arasındaki güçlü hidrojen bağları, Raoult yasasından negatif bir sapmaya yol açar.

12.9:

İdeal Solüsyonlar

Raoult yasasına göre, bir çözelti içindeki bir çözücünün kısmi buhar basıncı, çözeltideki mol fraksiyonu ile saf çözücünün buhar basıncının çarpımına eşit veya özdeştir. Ancak Raoult Yasası sadece ideal çözümler için geçerlidir. Bir çözümün ideal olması için çözücü-çözünen etkileşimi, bir çözücü-çözücü veya çözünen-çözünen etkileşimi kadar güçlü olmalıdır. Bu, hem çözünen maddenin hem de çözücünün, saf hallerindeyken buhar fazına kaçmak için aynı miktarda enerji kullanacağını göstermektedir. Bu, yalnızca çözeltinin farklı bileşenleri, benzen ve toluen veya heksan ve heptan durumunda olduğu gibi kimyasal olarak benzer olduğunda mümkündür.

Pek çok çözüm tek tip çekici kuvvete sahip olmadığından, bu çözümlerin buhar basıncı Raoult yasası tarafından öngörülen basınçtan farklılaşır. Örneğin, etanol suda çözündüğünde, su molekülleri ve etanol molekülleri arasında güçlü çekimler vardır. Bu çekici kuvvetler, çözelti yüzeyinden su molekülleri kaybını yavaşlatma eğilimindedir. Bununla birlikte, çözelti yeterince seyreltilmişse, yüzeyde daha fazla su molekülü olacaktır. Bu yüzey suyu moleküllerinden bazıları, herhangi bir etanol molekülü tarafından çevrelenmemiş olabilir ve yine de saf sudakiyle aynı hızda buhar fazına kaçabilir. Bu tür sulandırılmış çözümlerin ideal davranışa yaklaştığı söyleniyor.

İdeal olmayan çözümler için, Raoult yasasından sapma negatif veya pozitif olabilir. Negatif sapma, buhar basıncı Raoult yasası nedeniyle beklenenden daha düşük olduğunda gerçekleşir. Su ve hidroklorik asit arasındaki hidrojen bağları, yüzey suyu moleküllerinin kolaylıkla buharlaşmasını engellediğinden, su ve hidroklorik asit çözeltisi negatif sapma gösterir.

Alternatif olarak, her bir bileşenin molekülleri arasındaki çekim, çözücü-çözünen veya çözücü-çözücü, çözücü ile çözünen madde arasındaki çekimden daha büyük olduğunda meydana gelir. Bu tür çözümlerde, her iki bileşen de kolaylıkla buhar fazına kaçabilir. Pozitif sapmaya bir örnek, benzen ve metanol arasındaki moleküller arası kuvvetler saf metanolde bulunandan daha zayıf olduğu için bir benzen ve metanol çözeltisidir.

Suggested Reading

  1. Bertrand, Gary L., and Claude Treiner. "Raoult's law as applied to binary solvent mixtures." Journal of solution chemistry 13, no. 1 (1984): 43-49.
  2. Raoult, F. M. "General law of the vapor pressure of solvents." Comptes Rendus 104 (1887): 1430-3.