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Lösungen flüchtiger und nichtflüchtiger Stoffe

Raoult'sches Gesetz

Für Lösungen flüchtiger Stoffe ist der Dampfdruck des Gemischs ebenfalls von der Zusammensetzung der Lösung abhängig, aber es tragen beide Komponenten zum Gesamtdampfdruck bei.

Für ideale Mischungen, das sind Mischungen aus zwei Komponenten A und B, in denen die Wechselwirkungen zwischen gleichen und unterschiedlichen Molekülen etwa gleich stark sind (WW: AA  ≈ BB ≈ AB), gilt für die Partialdampfdrücke das Raoult'sche Gesetz von 1888:

p 1 = x 1 p 1 0 p 2 = x 2 p 2 0 x 1,2 : Stoffmengenanteile der Komponenten 1 bzw. 2 p 1,2 0 : Dampfdrücke der Reinsubstanzen 1 bzw. 2

Der Gesamtdampfdruck der Lösung ist dann:

p ges = p 1 + p 2 = x 1 p 1 0 + x 2 p 2 0

Ein ideales Gemisch bilden zum Beispiel Benzol und Toluol:

Abb.1
Abb.2

Die Kurve in (Abb. 1) zeigt ideales Verhalten, das heißt die Partialdampfdrücke sind linear vom Stoffmengenanteil der Komponenten abhängig; der Gesamtdampfdruck steigt ebenfalls proportional zum Anteil der flüchtigeren Komponente. Ideales Mischungsverhalten findet man vorzugsweise bei eng verwandten Stoffen, zum Beispiel Ethanol/Propanol, Methylacetat/Ethylacetat und Vergleichbares.

Aus dem Raoult'schen Gesetz folgt, dass das Mengenverhältnis der beiden Komponenten im Dampf (yi) sich von dem in der Flüssigkeit (xi) unterscheiden muss, denn die Dampfdrücke der reinen Komponenten sind unterschiedlich. Der Stoffmengenanteil der flüchtigeren Komponente ist im Dampf höher als in der Flüssigkeit. Der Anteil der schwerer flüchtigen Komponente ist in der Gasphase umso geringer, je weiter die Siedepunkte beider Komponenten auseinander liegen. In der (Abb. 2) ist zusätzlich zur Abhängigkeit des Dampfdruckes von der Zusammensetzung der Flüssigkeit (xi) auch noch die Zusammensetzung des Dampfes (yi) angegeben. Diese berechnet sich nach:

y 1 g = P P 1 + P 2 = x 1 P 1 0 x 1 P 1 0 + x 2 P 2 0 = x 1 P 1 0 x 1 P 1 0 + ( 1 x 1 ) P 2 0
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