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Binäre Gas/Flüssigkeitsgleichgewichte - Raoult-Fall

Einführung

Wir betrachten in diesem Kapitel binäre Systeme (ein Lösemittel mit einer darin gelösten Substanz), in denen ein Gleichgewicht zwischen einer flüssigen und gasförmigen Phase besteht. Zielgröße ist der Dampfdruck eines Lösemittels in Abhängigkeit von der Konzentration eines wenig flüchtigen gelösten Stoffes. Die Behandlung basiert auf folgenden Voraussetzungen.

Abb.1
Zweiphasensystem

  • Gasförmige Phase (Index ' ' ) : Sie enthält praktisch nur den Dampf des Lösemittels. Der Beitrag des Gelösten liegt weit unter der Messgrenze. Es gilt pex = p1 .
  • Flüssige Phase (Index ' ) : Sie besteht aus einer großen Stoffmenge der reinen Substanz 1 (Lösemittel) und einer geringen Stoffmenge einer schwerflüchtigen reinen Substanz 2 (Gelöstes) . Es gilt x1 x2

Hinweis
Im Gleichgewicht gilt pex = p1 . Der externe Druck ist hier nicht gleich 1 bar (Standarddruck), sondern nimmt je nach Temperatur des Systems verschiedene Werte an. Für übliche Flüssigkeiten liegt er bei 25 °C weit unter 1 bar (Wasser, Ethanol usw.)

1886 berichtete Raoult, dass unter den oben beschriebenen Bedingungen der Dampfdruck p1 des Lösemittels proportional seinem Stoffmengenanteil x1 ist.

Raoultsche Grenzgesetz ( T = const. )
p1 = x1 p1* p1* = Dampfdruck des reinen Lösemittels
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