Raoultsches Gesetz und Henry-Gesetz

Raoultsches Gesetz und Henry-Gesetz

1. Raoultsche Gesetz

Beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Dampfdruck eines Lösungsmittels in Abhängigkeit von der Konzentration eines gelösten Stoffes

Ideales System:

• Dampfdruck kommt alleine vom Lösungsmittel

• Gelöster Stoff hat keinen Dampfdruck

• Lösungsmittel und gelöster Stoff bilden eine ideal Mischung Grenzen der Gültigkeit in realen Systemen:

• Nur bei geringen Drücken gültig, ansonsten Ersetzen von p durch z (Fugazität)

• Nur bei geringer Konzentration gültig, ansonsten Ersetzen von x durch a (Aktivität)

• Wechselwirkungen zwischen gleichartigen und ungleichartigen Molekülen müssen in etwa gleich groß sein (Ideale Mischung)

p₁=p₁⁰∗x₁ p¹

p₁⁰=x₁=1–x₂ 1−p₁

p₁⁰=

(

)

p₁⁰ =x₂ p₁⁰−p₁=p₁⁰∗x₂

Beispiel für ideales Verhalten: Hexan und Oktan, Benzol und Toluol Beispiel für positive Abweichung: Aceton und Kohlenstoffdisulfid Beispiel für negative Abweichung: Aceton und Chloroform

Siedepunktserhöhung Gefrierpunktserniedrigung

2. Henry-Gesetz

Beschreibt den Zusammenhang zwischen der Konzentration und dem Dampfdruck eines gelösten Stoffes

Ideales System:

• Lösungsmittel hat keinen Dampfdruck

• Dampfdruck kommt allein vom gelösten Stoff

• Lösungsmittel und gelöster Stoff dürfen nicht miteinander reagieren

Grenzen der Gültigkeit in realen Systemen:

• Nur bei geringen Drücken gültig, ansonsten Ersetzen von p durch z (Fugazität)

• Nur bei geringer Konzentration/Paritaldruck gültig, ansonsten Ersetzen von x durch a (Aktivität)

• Gelöster Stoff und Lösungsmittel dürfen nicht miteinander reagieren, ansonsten starke Abweichungen (z.B. CO2 , H2 S)

Henry-Konstante kH:

• Maß für die Löslichkeit eines Stoffes

• Henry-Konstante kH ist temperaturabhängig:

Löslichkeit bei steigender Temperatur hängt vom Vorzeichen der Solvatationenthaphie ab: Exotherm:

Löslichkeit sinkt, Endotherm: Löslichkeit steigt

3.

Beide Gesetze als Grenzgesetze für reale Systemen

• Stoff als Major => Raoutsches Gesetz

• Stoff als Minor => Henry-Gesetz

Herleitung für beide Gesetze in Gerd Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Dritte, durchgesehene Auflage, 1987), Kapitel 2.5.4

k_H,cp=k_H,cp,Θ∗exp

[

⁽

⁾ ]

p₂=k_{H , xp}∗x₂ p₂=k_{H ,cp}∗c₂ k_H=Henry−Konstante