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Ley de Raoult

Una de las características coligativas1 de soluciones es la disminución de la presión de vapor que ocurre cuando se agrega soluto a un solvente puro. Raoult encontró que cuando se agregaba soluto a un solvente puro disminuía la presión de vapor del solvente. Entre más se agrega más disminuye la presión de vapor. Este estatuto llego a ser conocido como ley de Raoult.

Desde un punto de vista molecular, si introducimos partículas no-volatiles de soluto, iones o moléculas, en un solvente puro, algunas de las partículas del soluto tomarán la posición de moléculas solventes en la superficie de la solución. La evaporación es un fenómeno superficial por lo que las moléculas o iones no se convertirán en vapor cuando están sumergidas por debajo de la superficie. Las partículas sumergidas tienen a otras partículas que las rodean y las fuerzas entre éstas son suficientes para evitar que las partículas sumergidas superen dichas fuerzas con la energía cinética disponible para su separación. Sin embargo las partículas superficiales tienen solamente las partículas debajo de ellas en el estado líquido. Por lo tanto, las moléculas superficiales son capaces de superar estas fuerzas internas entre las partículas y entran en estado de vapor. Si las partículas del soluto toman el lugar de moléculas del solvente y son partículas de soluto no-volatiles, estas bloquean las moléculas de solvente y evitan la vaporización. Por lo tanto, la presión de vapor del solvente será menos como resultado de la presencia de las partículas del soluto. A mayor cantidad de partículas del soluto en la solución (aumento de la concentración) más posiciones superficiales serán bloqueadas.

La ley de Raoult se expresa matemáticamente como:

$\displaystyle P_{1}=ix_{1}P_{1}^{0}%
$ (33)

donde $ P_{1}$ es la presión de vapor del solvente una vez agregado el soluto $ x_{1}$ como fracción molar del componente de la solución, $ P_{1}^{0}$ es la presión de vapor de solvente puro, e $ i$ está dado por,

$\displaystyle i=\frac{\text{\char93  de moles despu\'{e}s de la soluci\'{o}n }}{\text{\char93  de moles
antes de la soluci\'{o}n }}%
$

Para una solución de dos componentes:

$\displaystyle x_{1}+x_{2}=1
$

así que

$\displaystyle x_{1}=1-x_{2}%
$

si sustituimos esta relación en la ecuación ([*]) obtenemos que

$\displaystyle P_{1}=i\left( 1-x_{2}\right) P_{1}^{0}%
$

Si el soluto es un no-electrolíto entonces i = 1 y la ecuación se convierte:

$\displaystyle P_{1}=\left( 1-x_{2}\right) P_{1}^{0}%
$ (34)

La ecuación ([*]) estima la disminución de la presión de vapor de una solución que contiene un solvente volátil y un soluto no volátil no electrolítico.


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Oscar Jaramillo 2007-04-25