Verlagen van Dampdruk

Sommige eigenschappen van een oplossing zijn afhankelijk van het type opgeloste stof. Een waterige oplossing van zoutzuur kleurt pH-papier rood, terwijl een natriumhydroxideoplossing het blauw kleurt. Andere eigenschappen van een oplossing zijn alleen afhankelijk van de concentratie of het aantal deeltjes van de opgeloste stof en niet van het type opgeloste stof.Dit worden colligatieve verschijnselen genoemd. Een van die verschijnselen is de dampspanning van een oplossing. De dampspanning van een vloeistof is de druk van het gas boven de vloeistof die het gevolg is van verdamping wanneer de vloeistof en het gas in een dynamisch evenwicht zijn in een gesloten houder.De dampspanning van de oplossing is altijd lager dan die van het zuivere oplosmiddel. Overweeg een oplossing die wordt gemaakt wanneer een niet-vluchtige opgeloste stof, dat wil zeggen een stof zonder meetbare dampspanning, wordt toegevoegd aan een vluchtig oplosmiddel. In een puur oplosmiddel bestaat het gehele oppervlak van de vloeistof uit oplosmiddeldeeltjes.Sommige van deze deeltjes ontsnappen naar de gasvormige toestand om damp te creëren, terwijl sommige van de gasmoleculen erboven weer condenseren in een vloeibare toestand. Wanneer de verdampingssnelheid gelijk is aan de condensatiesnelheid, wordt een dynamisch evenwicht bereikt. In een oplossing heeft het vloeistofoppervlak zowel opgeloste stof als oplosmiddeldeeltjes.Dus een kleiner aantal deeltjes van het oppervlakte-oplosmiddel kan verdampen. De condensatiesnelheid neemt af om het dynamische evenwicht te herstellen met de verminderde verdampingssnelheid, nu met een lagere concentratie aan oplosmiddeldeeltjes in gasvormige toestand. De dampspanning van een oplossing kan worden berekend volgens de wet van Raoult, die stelt dat de partiële druk van een oplossing gelijk is aan de molfractie van het oplosmiddel, chi, vermenigvuldigd met de dampspanning van het zuivere oplosmiddel, P nul.Een oplossing bevat bijvoorbeeld 1, 5 mol van een niet-vluchtige opgeloste stof zoals glycerol en 3, 5 mol water bij 25 graden Celsius. De molfractie van het oplosmiddel is 0, 70 en de dampspanning van zuiver water is 23, 8 torr. De dampspanning van de oplossing kan worden berekend met behulp van de wet van Raoult en bedraagt 16, 7 torr, 70%van de dampspanning van het zuivere oplosmiddel.Een vergelijking voor dampdrukverlaging, ΔP, kan ook worden afgeleid uit de wet van Raoult. Aangezien de molfractie van het oplosmiddel gelijk is aan één minus de molfractie van de opgeloste stof, kan deze worden vervangen door de wet van Raoult. Dit kan worden gebruikt om een vergelijking te maken waarbij de dampdrukverlaging recht evenredig is met de molfractie van de opgeloste stof.Herinnerend aan het vorige voorbeeld, is de molfractie van de opgeloste stof 1 minus de molfractie van het oplosmiddel. Als de waarde wordt ingevoerd, is de molfractie van de opgeloste stof 0, 3. Aangezien de dampspanning van zuiver water 23, 8 torr is, wordt de verlaging van de dampspanning berekend op 7, 14 torr.Door ΔP en de dampspanning van de oplossing toe te voegen, wordt de dampspanning van het zuivere oplosmiddel verkregen.