Понижение давления пара над раствором

В результате естественного процесса испарения над любой жидкостью (растворителем или раствором) образуется пар

Рис.1 Схема равновесия двухфазной системы раствор - пар

Процесс испарения, то есть переход молекул из жидкости в газовую фазу осуществляется непрерывно. Но по мере увеличения числа молекул в газовой фазе возрастает вероятность того, что молекулы газовой фазы будут переходить в жидкость. Этот процесс называется конденсацией. В конце концов оба противоположно действующих процесса начинают идти с одинаковой скоростью и с этого момента давление в газовой фазе остается постоянным, т.е. система находится в состоянии динамического равновесия (D G = 0).

Если в равновесную систему введено нелетучее вещество, то его переход в паровую фазу исключен. При образовании раствора концентрация растворителя уменьшается, что вызывает нарушение равновесия. В соответствии с принципом Ле-Шателье начинает протекать процесс, стремящийся ослабить влияние этого воздействия, т.е. конденсация. В новом состоянии равновесия давление насыщенного пара растворителя становится меньше. Таким образом, давление пара над раствором всегда ниже, чем над чистым растворителем.

Рис.2 Температурная зависимость давления насыщенного пара для твердого и жидкого растворителя и растворов различной концентрации

Как видно из рисунка, кривая давления пара раствора лежит ниже кривой давления пара чистого растворителя, причем тем ниже, чем больше концентрация раствора. Количественное описание этого явления дает I закон Рауля:

"Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально мольной доле растворенного вещества:";

(1)

где Р - давление пара над раствором; P₀ - давление пара чистого растворителя; D Р = P₀ - Р - относительное понижение давления пара;