Legge di Raoult

Diagramma ideale di Raoult relativo a una soluzione binaria di due componenti, A e B, volatili e completamente miscibili. La retta sovrastante rappresenta la variazione della pressione di vapore totale in funzione della composizione della miscela

La legge di Raoult (formulata nel 1886 da François-Marie Raoult) descrive la variazione della pressione di vapore di un solvente all'aggiunta di un soluto in soluzione. Essa stabilisce che la pressione parziale $p_i$ di un componente in una soluzione a n componenti, a una determinata temperatura T, è funzione lineare della sua pressione di vapore $p^o_i$ e della frazione molare $x_i$ del componente liquido secondo l'equazione:

$p_i = x_i p^o_i$

dove $p^o_i$ è la pressione di vapore del componente puro alla stessa temperatura T.

Raoult elaborò tale legge dopo aver misurato, a una determinata temperatura, la pressione di vapore totale di un sistema binario formato da due liquidi volatili, completamente miscibili, e ricavando le relative pressioni parziali in fase vapore, nota la composizione quantitativa della fase aeriforme, con l'ausilio della legge di Dalton, che afferma che:

$p_i = x_i p$

essendo $x_i$ le frazione molare del componente i in fase gassosa, $p_i$ la sua pressione parziale e p la pressione della miscela gassosa.

In questo modo egli costruì un diagramma binario (cioè per un sistema a due componenti, chiamati A e B) isotermo, che riporta le pressioni di vapore dei singoli componenti contro la frazione molare $x_A$ del componente più volatile. Le funzioni costituiscono rette con origine a $x_i$ = 0 e intercette a $p_i = p^o_i$ (o meglio a $p_A = p^o_A$ e $p_B = p^o_B$, essendo presenti due assi delle ordinate). Per $x_i$ pari a 1, $p_i$ sarà pari a $p^o_i$.

Validità della legge di Raoult

Rappresentazione delle deviazioni positive e deviazioni negative dall'idealità della legge di Raoult

La legge di Raoult è valida per soluzioni liquide ideali, cioè per soluzioni in cui le interazioni che sussistono tra le molecole dei diversi componenti (A e B per una miscela binaria) sono della stessa entità delle interazioni che si hanno tra molecole dello stesso componente (cioè tra una molecola di A e un'altra molecola di A oppure tra una molecola di B e un'altra molecola di B, nel caso di una miscela binaria); soluzioni formate da componenti con simili caratteristiche chimico-fisiche (in primo luogo la polarità) e strutturali rispettano con buona approssimazione questa legge (ad esempio miscele benzene-toluene).

In genere le soluzioni non sono ideali bensì reali; in particolare si riscontrano deviazioni positive e deviazioni negative dalla legge di Raoult:

• deviazioni positive: le interazioni molecolari tra i componenti sono di minore entità rispetto a quelle esistenti tra le singole molecole del composto puro e la pressione di vapore in soluzione risulta superiore a quella prevista dalla legge di Raoult (ad esempio miscele benzene-tetracloruro di carbonio);
• deviazioni negative: le interazioni molecolari tra i componenti sono di maggiore entità rispetto a quelle esistenti tra le singole molecole del composto puro e la pressione di vapore in soluzione risulta inferiore a quella prevista dalla legge di Raoult (ad esempio miscele cloroformio-acetone).

Bibliografia

• Paolo Silvestroni, Fondamenti di chimica, 10^a ed., CEA, 1996. ISBN 8840809988

Voci correlate

• Soluzione
• Legge delle pressioni parziali
• Legge di Henry
• Attività (chimica)
• Azeotropo

Collegamenti esterni

• Legge di Raoult in Tesauro del Nuovo Soggettario. BNCF, marzo 2013

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