Inona ny lalàn'i Raoult amin'ny simia?
Ao amin'ny simia, indrindra amin'ny fandalinana ny vahaolana sy ny toetra ara-fizikan'ny fangaro, dia misy hevitra manan-danja izay matetika ampiasaina hanazavana ny fiovan'ny tsindrin'ny etona amin'ny zavatra iray rehefa afangaro amin'ny zavatra hafa. Fantatra amin'ny anarana hoe Lalàn'i Raoult io hevitra io. Io lalàna io no fototra iorenan'ny fahatakarana ny tranga andavanandro sy ny dingana indostrialy isan-karazany, toy ny fanamboarana ranomanitra, ny fanadiovana alikaola, ary ny fitsipiky ny fiasan'ny fanadiovana. Hodinihina ato amin'ity lahatsoratra ity ny famaritana ny Lalàn'i Raoult, ny raikipohy, ny ohatra amin'ny fampiharana azy, ny fepetra ampiharina aminy, ary ny fetrany.
Fahatakarana ny lalàn'i Raoult
Ny lalàn'i Raoult dia lalàna iray izay milaza fa ny tsindrin'ny etona ampahany amin'ny singa iray ao anaty vahaolana idealy dia mifanandrify amin'ny ampahany mol an'io singa io ao anaty vahaolana. Ity lalàna ity dia natolotry ny simia frantsay, François-Marie Raoult, voalohany tamin'ny faramparan'ny taonjato faha-19 raha nandalina ny toetran'ny vahaolana.
Raha lazaina amin'ny teny tsotra, ny Lalàn'i Raoult dia manampy amin'ny famaliana ny fanontaniana hoe: "Raha afangaro amin'ny zavatra hafa ny solvent iray, ahoana no fiovan'ny tsindrin'ny etona ao amin'ny solvent?" Ny valiny: hihena ny tsindrin'ny etona ao amin'ny solvent arakaraka ny tahan'ny solvent ao amin'ny fangaro.
Raikipohy momba ny lalàn'i Raoult
Ho an'ny vahaolana tonga lafatra misy singa roa (ohatra A sy B), ny Lalàn'i Raoult dia azo soratana toy izao:
\[
P_A = X_A \cdot P_A^0
\]
Fampahafantarana:
– \( P_A \) = tsindrin'ny etona ampahany amin'ny singa A ao anaty vahaolana
– \( X_A \) = ampahany mol an'ny singa A ao anaty vahaolana
– \( P_A^0 \) = tsindrin'ny etona an'ny singa madio A (amin'ny mari-pana mitovy)
Raha misy singa roa izay samy miempo (mora levona) ao anaty vahaolana iray, dia toy izao ny tsindrin'ny etona manontolo ao amin'ny vahaolana:
\[
P_{total} = P_A + P_B = X_A \cdot P_A^0 + X_B \cdot P_B^0
\]
Noho izany, ny tsindrin'ny etona manontolon'ny vahaolana dia ny fitambaran'ny tsindrin'ny etona ampahany amin'ny singa tsirairay.
Ny foto-kevitry ny ampahany molekiola ao amin'ny lalàn'i Raoult
Ny ampahan'ny mol dia ny tahan'ny isan'ny mol an'ny singa iray amin'ny isan'ny mol an'ny singa rehetra ao anaty vahaolana. Ny raikipohy dia:
\[
X_A = \frac{n_A}{n_A + n_B}
\]
Fampahafantarana:
– \( n_A \) = isan'ny môlan'ny singa A
– \( n_B \) = isan'ny môlan'ny singa B
Ny ampahan'ny mol dia eo anelanelan'ny 0 sy 1 foana. Raha avo ny ampahan'ny mol an'ny singa iray, dia lehibe ihany koa ny fandraisany anjara amin'ny tsindrin'ny etona amin'ny vahaolana.
Ohatra amin'ny kajy ny lalàn'i Raoult
Ohatra, ny vahaolana dia vita avy amin'ny singa A (solvent) sy B (solute miempo). Fantatra fa:
– \( X_A = 0{,}7 \)
– \( P_A^0 = 100 \) mmHg
Dia toy izao ny tsindrin'ny etona ampahany an'ny A ao amin'ny vahaolana:
\[
P_A = X_A \cdot P_A^0 = 0{,}7 \cdot 100 = 70 \text{ mmHg}
\]
Midika izany fa ny tsindrin'ny etona an'ny solvent A dia midina avy amin'ny 100 mmHg (rehefa madio) ho 70 mmHg rehefa afangaro amin'ny vahaolana.
Raha miovaova ihany koa ny B, ohatra \( X_B = 0{,}3 \) ary \( P_B^0 = 50 \) mmHg:
\[
P_B = 0{,}3 \cdot 50 = 15 \text{ mmHg}
\]
Koa ny tsindrin'ny etona manontolon'ny vahaolana dia:
\[
P_{total} = 70 + 15 = 85 mmHg
\]
Ny fifandraisana misy eo amin'ny lalàn'i Raoult sy ny fihenan'ny tsindrin'ny etona
Ny iray amin'ireo fampiharana malaza indrindra ny Lalàn'i Raoult dia ny fanazavana ny fihenan'ny tsindrin'ny etona rehefa ampiana zavatra tsy miempo amin'ny zavatra miempo. Satria tsy mandray anjara amin'ny tsindrin'ny etona ny zavatra tsy miempo, dia ambany noho ny an'ny zavatra madio ny tsindrin'ny etona amin'ny vahaolana.
Amin'ny fampiharana, rehefa "feno" singa solute ny velaran'ny vahaolana, dia mihena ny isan'ny molekiola solvent izay afaka mivoaka mankany amin'ny dingana entona. Vokatr'izany, mihena ny tsindrin'ny etona. Io trangan-javatra io no fototry ny toetra koligatifan'ny vahaolana toy ny:
- fihenan'ny tsindrin'ny etona
- mitombo titik dih
- fihenan'ny teboka mangatsiaka
- tsindry osmotika
Fepetra fampiharana ny lalàn'i Raoult (Vahaolana tonga lafatra)
Tsy ny vahaolana rehetra no manaraka tsara ny lalàn'i Raoult. Ity lalàna ity dia mihatra tsara indrindra amin'ny vahaolana idealy, izany hoe vahaolana izay mahafeno ireto fepetra manaraka ireto:
1. Saika mitovy ny herin'ny fifanintonana eo amin'ny molekiola mitovy sy ny molekiola tsy mitovy.
Ohatra, mitovy ny hery eo amin'ny A–A, B–B, ary A–B.
2. Tsy misy fihetsika simika mitranga eo amin'ireo singa ao amin'ny vahaolana.
3. Tsy miteraka fiovana lehibe eo amin'ny habetsahana ny fifangaroana.
4. Mari-pana tsy miova (miankina be amin'ny mari-pana ny tsindrin'ny etona, ka atao amin'ny mari-pana mitovy ny kajy).
Ohatra amin'ny vahaolana manakaiky ny idealy dia mazàna fifangaroan'ny zavatra manana rafitra sy polarité mitovy, ohatra ny fifangaroan'ny hydrocarbons sasany.
Fiviliana avy amin'ny Lalàn'i Raoult
Amin'ny fampiharana, vahaolana tena izy maro no miala amin'ny Lalàn'i Raoult. Ireo fiviliana ireo dia mizara ho:
1. Fivilian-dalana tsara
Mitranga rehefa mihoatra noho izay vinavinan'ny Lalàn'i Raoult ny tsindrin'ny etona manontolon'ny vahaolana. Midika izany fa malemy kokoa ny fifandraisana misy eo amin'ny molekiola samihafa (A–B) noho ny fifandraisana misy eo amin'ny molekiola mitovy (A–A na B–B). Mora kokoa ny miempo ny molekiola, ka mampitombo ny tsindrin'ny etona. Ohatra mahazatra: ny fifangaroan'ny etanol sy rano amin'ny firafitra sasany dia mampiseho io fihetsika io ary afaka mamorona azeotrope.
2. Fivilian-dalana ratsy
Mitranga rehefa latsaky ny vinavinan'ny Lalàn'i Raoult ny tsindrin'ny etona manontolo. Mitranga izany rehefa matanjaka kokoa ny hery manintona A–B, ka "voatazona" kokoa ao amin'ny dingana ranoka ireo molekiola ary tsy dia mety ho levona. Ohatra, ny fifangaroan'ny asetôna sy klôrofôma dia mampiseho fivilian-dalana ratsy noho ny fifandraisana matanjaka (ohatra, fatorana hidrôzenina).
Ny anjara asan'ny lalàn'i Raoult amin'ny fanadiovana sy ny indostria
Tena ilaina ny lalàn'i Raoult amin'ny famolavolana fomba fanasarahana ny fangaroan-drano, indrindra fa ny fanadiovana. Ny fanadiovana dia mampiasa ny fahasamihafan'ny fiovaovan'ny singa. Amin'ny fahatakarana ny tsindrin'ny etona ampahany amin'ny singa tsirairay, dia afaka maminavina ny firafitry ny etona miforona eo ambonin'ny vahaolana ny mpahay siansa sy ny injeniera.
Ireto avy ireo fampiharana tena izy:
- fanadiovana alikaola amin'ny indostrian'ny zava-pisotro sy fanafody
- fanodinana solika amin'ny alàlan'ny fanadiovana ampahany
- ny fanamboarana ranomanitra sy esansa izay mampiasa fifangaroan'ny akora miempo
- injeniera simika amin'ny kajy fifandanjana etona-rano
Famerana ny lalàn'i Raoult
Na dia tena ilaina aza ny Lalàn'i Raoult, dia misy fetrany maromaro, dia ny:
- tsy marina ho an'ny vahaolana misy fifandraisana matanjaka (ohatra: vahaolana elektrolita, vahaolana misy fatorana hidrôzenina manjaka)
- tsy mety amin'ny fifantohana avo dia avo amin'ny rafitra tsy tonga lafatra
- tsy afaka manazava ny fihetsiky ny vahaolana izay mamorona azeotropes raha tsy misy hevitra fanampiny (ohatra, coefficients activité)
Amin'ny tranga maro, ny mpahay siansa dia mampiasa fanitsiana toy ny coefficients of activity (ao amin'ny termodinamika vahaolana) mba hahatonga ny vinavina ho marina kokoa.
Famaranana
Ny lalàn'i Raoult dia fitsipika fototra amin'ny simia vahaolana izay milaza fa ny tsindry etona ampahany amin'ny singa iray ao anaty vahaolana idealy dia mifanandrify mivantana amin'ny ampahany molekiolany. Io lalàna io dia ahafahantsika mahatakatra ny fihenan'ny tsindry etona, maminavina ny tsindry etona manontolo amin'ny fangaro, ary manazava ny dingana fisarahana isan-karazany toy ny fanadiovana. Na izany aza, ity lalàna ity dia mety indrindra amin'ny vahaolana idealy ary azo avahana amin'ny vahaolana tena izy misy fifandraisana molekiola matanjaka na sarotra.
Raha tianao, afaka manampy amin'ny famoronana dika tsotra kokoa amin'ny lahatsoratra ho an'ny mpianatra amin'ny lisea/ambaratonga faharoa aho, na dika lalindalina kokoa miaraka amin'ny fifanakalozan-kevitra momba ny coefficients of activity sy ny kisarisary dingana.
