Gịnị bụ Iwu Raoult na Kemistri?
N'ihe gbasara kemistri, ọkachasị n'ọmụmụ ihe gbasara ngwọta na ihe ndị dị na ngwakọta, e nwere echiche dị mkpa a na-ejikarị akọwa otu nrụgide uzuoku nke ihe si agbanwe mgbe agwakọtara ya na ihe ọzọ. A maara echiche a dị ka Iwu Raoult. Iwu a bụ ihe ndabere maka nghọta dị iche iche ihe omume kwa ụbọchị na usoro ụlọ ọrụ mmepụta ihe, dị ka ime ihe na-esi ísì ụtọ, ịsacha mmanya, na ụkpụrụ ọrụ nke distillation. Isiokwu a ga-atụle nkọwa nke Iwu Raoult, usoro ya, ihe atụ nke ojiji ya, ọnọdụ ndị ọ na-etinye n'ọrụ, na oke ya.
Ịghọta Iwu Raoult
Iwu Raoult bụ iwu nke na-ekwu na nrụgide uzuoku nke akụkụ dị na ngwọta zuru oke kwekọrọ na akụkụ mole nke ihe ahụ dị na ngwọta ahụ. Onye France bụ ọkà mmụta sayensị, François-Marie Raoult, bu ụzọ tụpụta iwu a na ngwụcha narị afọ nke 19 mgbe ọ na-amụ ihe gbasara ihe ngwọta.
N'ikwu ya n'ụzọ dị mfe, Iwu Raoult na-enyere aka ịza ajụjụ a: "Ọ bụrụ na agwakọta ihe mgbaze na ihe ọzọ, kedu ka nrụgide uzuoku nke ihe mgbaze si agbanwe?" Azịza ya: nrụgide uzuoku nke ihe mgbaze ga-ebelata dịka oke nke ihe mgbaze dị na ngwakọta ahụ si dị.
Usoro Iwu Raoult
Maka ngwọta zuru oke nke nwere ihe abụọ (dịka ọmụmaatụ A na B), enwere ike ide Iwu Raoult dị ka:
\[
P_A = X_A \cdot P_A^0
\]
Ozi:
– \( P_A \) = nrụgide uzuoku nke ihe mejupụtara A dị na ngwọta
– \( X_A \) = mole fraction nke ihe mejupụtara A dị na ngwọta
– \( P_A^0 \) = nrụgide uzuoku nke ihe dị ọcha A (n'otu okpomọkụ ahụ)
Ọ bụrụ na e nwere ihe abụọ na-agbanwe agbanwe (na-apụ n'anya ngwa ngwa), mgbe ahụ a ga-egosipụta nrụgide uzuoku zuru oke nke ngwọta ahụ dị ka:
\[
P_{mkpokọta} = P_A + P_B = X_A \cdot P_A^0 + X_B \cdot P_B^0
\]
Ya mere, nrụgide uzuoku zuru oke nke ihe ngwọta ahụ bụ mkpokọta nke nrụgide uzuoku akụkụ nke ihe ọ bụla.
Echiche nke Nkewa Mole na Iwu Raoult
Nkebi nke mole bụ oke nke ọnụọgụ moles nke ihe mejupụtara na mkpokọta ọnụọgụ moles nke ihe niile dị na ngwọta. Usoro a bụ:
\[
X_A = \frac{n_A}{n_A + n_B}
\]
Ozi:
– \( n_A \) = ọnụọgụgụ nke mole nke ihe mejupụtara A
– \( n_B \) = ọnụọgụgụ nke mole nke ihe mejupụtara B
Nkeji mole ahụ na-enwekarị uru dị n'etiti 0 na 1. Ọ bụrụ na nkeji mole nke ihe mejupụtara ya dị elu, ntinye aka ya na nrụgide uzuoku nke ihe ngwọta ahụ dịkwa oke ukwuu.
Ihe atụ nke Ngụkọta Iwu Raoult
Dịka ọmụmaatụ, a na-eji ihe mejupụtara A (mgbaze) na B (mgbaze na-agbanwe agbanwe) emepụta ngwọta. A maara na:
– \( X_A = 0{,}7 \)
– \( P_A^0 = 100 \) mmHg
Mgbe ahụ, nrụgide uzuoku nke akụkụ nke A dị na ngwọta ahụ bụ:
\[
P_A = X_A \cdot P_A^0 = 0{,}7 \cdot 100 = 70 \ederede{ mmHg}
\]
Nke a pụtara na nrụgide uzuoku nke ihe mgbaze A na-ada site na 100 mmHg (mgbe ọ dị ọcha) ruo 70 mmHg mgbe agwakọtara ya na mmiri.
Ọ bụrụ na B dịkwa ka ihe na-agbanwe agbanwe, dịka ọmụmaatụ \( X_B = 0{,}3 \) na \( P_B^0 = 50 \) mmHg:
\[
P_B = 0{,}3 \cdot 50 = 15 \ederede{ mmHg}
\]
Ya mere, nrụgide uzuoku zuru oke nke ngwọta ahụ bụ:
\[
P_{ngụkọta} = 70 + 15 = 85 \ederede{ mmHg}
\]
Mmekọrịta dị n'etiti Iwu Raoult na Mbelata Nrụgide Uzuoku
Otu n'ime ojiji kachasị ama nke Iwu Raoult bụ ịkọwa mbelata nrụgide uzuoku mgbe etinyere ihe na-anaghị agbanwe agbanwe na ihe mgbaze na-agbanwe agbanwe. Ebe ọ bụ na ihe na-anaghị agbanwe agbanwe anaghị etinye aka na nrụgide uzuoku, nrụgide uzuoku nke ihe ngwọta ahụ dị ala karịa nke ihe mgbaze dị ọcha.
N'omume, mgbe e "jupụtara" elu mmiri ọgwụ ahụ na ihe ndị na-agbaze agbaze, ọnụọgụgụ molekul ndị nwere ike ịgbapụ n'ime usoro gas na-ebelata. N'ihi ya, nrụgide uzuoku na-ebelata. Ihe a bụ ihe ndabere maka ihe ndị na-agbaze agbaze nke mmiri ọgwụ, dịka:
- mbelata na nrụgide uzuoku
- elu ebe a na-esi mmiri
- ịda mbà n'obi ebe oyi na-atụ
- nrụgide osmotic
Ọnọdụ maka itinye Iwu Raoult n'ọrụ (Ngwọta Kachasị Mma)
Ọ bụghị ngwọta niile na-agbaso Iwu Raoult nke ọma. Iwu a kacha emetụta ngwọta kacha mma, ya bụ ngwọta ndị na-emezu ihe ndị a:
1. Ike nke ndọta n'etiti molekul ndị yiri ya na ndị dị iche bụ ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ otu.
Dịka ọmụmaatụ, ike dị n'etiti A–A, B–B, na A–B hà nhata.
2. Enweghị mmeghachi omume kemịkalụ ọ bụla na-eme n'etiti ihe ndị dị na ngwọta ahụ.
3. Ngwakọta anaghị akpata nnukwu mgbanwe na olu.
4. Okpomọkụ na-adịgide adịgide (nrụgide uzuoku dabere nke ukwuu na okpomọkụ, yabụ a na-eme mgbakọ na mwepụ n'otu okpomọkụ ahụ).
Ihe atụ nke ngwọta ndị na-abịaru nso na ịdị mma bụkarị ngwakọta nke ihe ndị nwere nhazi na polarity yiri ya, dịka ọmụmaatụ ụfọdụ ngwakọta nke hydrocarbons.
Ihe ndị na-adịghị mma site n'iwu Raoult
N'ọrụ, ọtụtụ ngwọta dị adị na-agbanweghị na Iwu Raoult. E kewara mgbanwe ndị a n'ime:
1. Ngbanwe Dị Mma
Ọ na-eme mgbe nrụgide uzuoku zuru oke nke ihe ngwọta karịrị nke Iwu Raoult buru n'amụma. Nke a pụtara na mmekọrịta dị n'etiti molekul dị iche iche (A–B) adịghị ike karịa ndị dị n'etiti molekul dị ka ya (A–A ma ọ bụ B–B). molekul na-apụ n'anya ngwa ngwa, na-eme ka nrụgide uzuoku dịkwuo elu. Ihe atụ a na-ahụkarị: ngwakọta nke ethanol na mmiri na ụfọdụ ihe mejupụtara na-egosipụta omume a ma nwee ike ịmepụta azeotrope.
2. Ngbanwe Na-adịghị Mma
Ọ na-eme mgbe nrụgide uzuoku zuru oke dị obere karịa ka Iwu Raoult buru n'amụma. Nke a na-eme mgbe ike ndị na-adọrọ adọrọ nke A–B siri ike, ya mere a na-ejigide molekul ndị ahụ karịa n'oge mmiri mmiri ma ghara ịdị ka a ga-anwụ. Dịka ọmụmaatụ, ngwakọta nke acetone na chloroform na-egosipụta ọdịiche na-adịghị mma n'ihi mmekọrịta siri ike (dịka ọmụmaatụ, njikọ hydrogen).
Ọrụ nke Iwu Raoult na Mgbasa na Ụlọ Ọrụ
Iwu Raoult dị oke mkpa n'ịmepụta usoro maka ikewapụ ngwakọta mmiri mmiri, ọkachasị distillation. Distillation na-eji ọdịiche dị na mgbanwe nke ihe mejupụtara ya eme ihe. Site n'ịghọta nrụgide uzuoku nke akụkụ ọ bụla, ndị ọkà mmụta sayensị na ndị injinia nwere ike ibu amụma nhazi nke uzuoku e guzobere n'elu ngwọta ahụ.
Ngwa ndị dị adị gụnyere:
- nhicha mmanya na ụlọ ọrụ ihe ọṅụṅụ na ọgwụ
- nhazi mmanụ site na distillation fractional
- imepụta ihe na-esi ísì ụtọ na ihe ndị dị mkpa gụnyere ngwakọta nke ihe ndị na-agbanwe agbanwe
- injinia kemịkalụ na ngụkọ nguzozi nke mmiri mmiri vapor
Mmachi nke Iwu Raoult
Ọ bụ ezie na ọ bara uru nke ukwuu, Iwu Raoult nwere ọtụtụ ihe mgbochi, ya bụ:
- adịghị mma maka ngwọta nwere mmekọrịta siri ike (dịka ọmụmaatụ ngwọta electrolyte, ngwọta nwere njikọ hydrogen kachasị)
- adabaghị maka oke mkpokọta dị elu na sistemụ ndị na-adịghị mma
- enweghị ike ịkọwa omume nke ngwọta ndị na-emepụta azeotropes na-enweghị echiche ndị ọzọ (dịka ọmụmaatụ, ọnụọgụ ọrụ)
N'ọtụtụ ọnọdụ, ndị ọkà mmụta sayensị na-eji mmezi dịka ihe ndị na-eme ka ihe dị n'ọrụ (na thermodynamics solution) mee ka amụma zie ezi karịa.
Mmechi
Iwu Raoult bụ isi ihe dị mkpa na kemịkalụ ngwọta nke na-ekwu na nrụgide uzuoku nke akụkụ dị na ngwọta zuru oke dabara kpọmkwem na akụkụ mole ya. Iwu a na-enye anyị ohere ịghọta mbelata nrụgide uzuoku, ibu amụma nrụgide uzuoku zuru oke nke ngwakọta, ma kọwaa usoro nkewa dị iche iche dịka distillation. Agbanyeghị, iwu a kacha dabara adaba maka ngwọta zuru oke ma enwere ike ịhapụ ya na ngwọta n'ezie yana mmekọrịta molekul siri ike ma ọ bụ dị mgbagwoju anya.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike inye aka mepụta ụdị dị mfe nke isiokwu ahụ maka ụmụ akwụkwọ sekọndrị/ụlọ akwụkwọ sekọndrị nke sekọndrị, ma ọ bụ ụdị miri emi nke nwere mkparịta ụka gbasara ihe omume na eserese nke usoro.
