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Raoultsches Gesetz – nichtideale Lösungen und Azeotrope

ChemieKinetik und GleichgewichtAlter 16–17Virtuelles Labor

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Mischen Sie zwei flüchtige Flüssigkeiten: Stellen Sie Stoffmengenanteil und Temperatur ein und vergleichen Sie Partialdrücke und Gesamtdampfdruck mit dem Raoultschen Gesetz für Benzol–Toluol (ideal), Ethanol–Propanon und Ethanol–Wasser (positive Abweichung), Propanon–Trichlormethan und Salpetersäure–Wasser (negative Abweichung). Erhitzen Sie Gemische zum Sieden, um das Siedediagramm aufzubauen, finden Sie das Azeotrop und sehen Sie, warum fraktionierte Destillation es nicht trennen kann. Der Tab Moleküle vergleicht die Anziehung zwischen den Molekülen.

Lektion: Lösungen: Raoultsches Gesetz, positive und negative Abweichungen, Azeotrope und fraktionierte Destillation

Was sie zeigt

Nach dem Raoultschen Gesetz trägt jede flüchtige Flüssigkeit einer idealen Lösung den Partialdruck p_A = x_A·p°_A bei. Benzol und Toluol verhalten sich fast ideal. Sind die Anziehungen A–B schwächer als A–A und B–B, ist der Dampfdruck höher als vom Raoultschen Gesetz vorhergesagt (positive Abweichung); sind sie stärker, ist er niedriger (negative Abweichung). Große Abweichungen ergeben Azeotrope: Gemische, die bei konstanter Temperatur mit einem Dampf gleicher Zusammensetzung sieden, sodass fraktionierte Destillation sie nicht trennen kann.

So funktioniert es

Wählen Sie das Paar. Stellen Sie unter Dampfdruck den Stoffmengenanteil x_A und die Temperatur ein und drücken Sie Messwert erfassen. Unter Siedepunkt drücken Sie Sieden für mehrere Zusammensetzungen; nach fünf drücken Sie Kurven zeigen, finden das Azeotrop und drücken Fraktionierte Destillation. Moleküle vergleicht die Anziehungen und die Vorzeichen von ΔmixH und ΔmixV.

Einstellbare Parameter

  • Tab Dampfdruck, Siedepunkt, Moleküle
  • Paar Benzol (A) – Toluol (B), Ethanol (A) – Propanon (B), Ethanol (A) – Wasser (B), Propanon (A) – Trichlormethan (B), Salpetersäure (A) – Wasser (B)
  • Stoffmengenanteil x_A 0–1
  • Temperatur 10–80 °C

Fragen zum Erkunden

  1. Wie verhalten sich bei gleicher Temperatur die Gesamtdampfdrücke von Benzol–Toluol und Ethanol–Propanon zum Raoultschen Gesetz?
  2. Warum enthält der Dampf über Benzol–Toluol mehr Benzol als die Flüssigkeit?
  3. Warum liefert fraktionierte Destillation von verdünntem Ethanol nie reines Ethanol?

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