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Formattazione del testo
B3. Nel terzo recipiente, sempre ad una temperatura T costante, si hanno A+B in soluzione, con una soluzione ideale; in fase gas si avrà un vapore, dove P è la pressione di vapore al di sopra della soluzione A+B. Sia A che B possono passare in fase vapore, quindi nella parte in alto del recipiente avremo sia molecole di A che molecole di B;
La pressione P sopra la soluzione è calcolabile dalla legge di Dalton come la somma delle due pressioni parziali in fase vapore: Dalton : P = PA + PB
La pressione parziale è quella che le molecole di A (o B) eserciterebbero se fossero da sole nella fase vapore. La legge di Raoult dice che la pressione (parziale) di vapore di A sopra la soluzione è data da x * P⁰, così come la pressione parziale di B è data da x * P⁰, dove xA e xB sono le frazioni molari rispettivamente di A e di B nella fase liquida. La somma delle due frazioni molecolari deve dare 1 (se abbiamo solo un solvente e un soluto).
Raoult
P = x * P⁰ + x * P⁰A A B B Quindi la pressione di vapore dipende da:- Volatilità della sostanza → ovvero quanto facilmente tende a passare in fase vapore. Più alta è la sua tendenza a evaporare, stessa cosa per B.
- Frazione molare → di A e B più grande è la frazione molare di A più saranno numerose le molecole di A che vogliono scappare in fase vapore, dando una pressione di vapore alta; stesso discorso per B.
- Se il soluto B è una sostanza non volatile;
P = x * P⁰ + x * P⁰
x * P⁰ = (1 - x ) P⁰ = P⁰ - x * P⁰ ≈
A A B B A A B A A B A
Da questa formula semplificata si vede come...il testo fornito, possiamo formattarlo utilizzando i seguenti tag HTML:
La pressione di vapore non sia più uguale a P⁰ (delAla pressione di vapore P diminuisce con un→solvente puro), ma sia di fatto inferiore, P < P⁰Asoluto non volatile (anche se quest’ultimo non è presente nel vapore in quanto non va in fasevapore! ).
Inoltre maggiore è la quantità di soluto, maggiore è l’abbassamento della pressione rispetto al→solvente puro; in più quello che conta è solo la frazione molare del soluto. La presenza di unproprietà colligativa, soluto non volatile comporta le ovvero quelle proprietà delle soluzioni chedipendono solo dalle frazioni molari del soluto. In particolare quelle di interesse sono due, chevediamo con riferimento al diagramma di stato dell’acqua (in figura il diagramma di statodell’acqua pura è quello rappresentato con le linee ‘spesse’ mentre le linee tratteggiate siriferiscono alla presenza di un soluto non volatile). Guardando
il grafico notiamo che in presenza di un soluto non volatile è come se ampliassimo la zona relativa alla fase liquida, mentre la linea di confine solido-vapore non subisce alcun cambiamento. Ebullioscopia In accordo con quanto detto, nel caso di soluto non volatile la pressione di vapore P è minore rispetto a quella dell'acqua pura, che significa che l'acqua non bolle a 100°C ma a una temperatura maggiore, per cui vale P = P esterna. Tale differenza di temperatura prende il nome di ΔT. Crioscopia la solidificazione dell'acqua a pressione atmosferica e in presenza di un soluto non volatile avviene a temperatura minore; tanto più grande è la frazione molare del soluto, tanto maggiore è la diminuzione della T di solidificazione, detta T (temperatura di congelamento, parliamodi A presente nel sistema. La pressione totale del sistema sarà data dalla somma delle pressioni parziali dei componenti A e B. Per rappresentare graficamente il diagramma di stato, possiamo utilizzare un grafico a dispersione, dove sull'asse delle ordinate rappresentiamo le pressioni e sull'asse delle ascisse rappresentiamo le frazioni molari di A. Possiamo inoltre utilizzare una linea tratteggiata per rappresentare la pressione parziale del vapore P in funzione della frazione molare di A. Inoltre, possiamo aggiungere delle etichette per indicare i punti critici, i punti di ebollizione e di condensazione, e altri punti di interesse nel diagramma. Infine, possiamo aggiungere una legenda per spiegare i diversi elementi presenti nel diagramma. Questo è solo un esempio di come potrebbe essere formattato il testo utilizzando tag html. Puoi personalizzare la formattazione a tuo piacimento utilizzando i tag html appropriati.molare della sostanza B (se la frazione è zero, allora anche la pressione sarà nulla, mentre sarà massima per frazione massima,..); allo stesso modo la pressione di vapore di AP cresce linearmente in modo analogo a quella di B, ma in direzione opposta. La pressione di vapore risultante è data dalla linea nera e corrisponde alla somma punto a punto delle due pressioni parziali (come fa formula). 75 In questo caso P⁰ è minore di P⁰, che significa che B è meno volatile, quindi deve essere riscaldato di più per arrivare alla pressione esterna B ha una T maggiore di A. Una soluzione intermedia (in un punto nel mezzo) ha una pressione di vapore intermedia tra quelle di A e B e la T della soluzione totale sarà intermedia tra quella delle due sostanze pure. Una soluzione NON ideale Nel caso in cui si abbia una ΔH < 0 situazione diventa più complessa; avere un sol significa che viene rilasciata energia
All'esterno quando si forma la soluzione, ma anche che A e B stanno bene insieme buone interazioni tra soluto e solvente che tendono a mantenerli in fase liquida. Le linee tratteggiate indicano il caso ideale della legge di Raoult, ma siccome entrambi stanno bene anche in fase liquida, hanno una tendenza minore a passare in fase gas. Le linee colorate, più "basse" del caso ideale, indicano che, sommando punto a punto i valori delle pressioni parziali, si ottiene una pressione totale P anch'essa "minore" rispetto a quella ideale (linea spessa deviata verso il basso); ciò indica meno tendenza a passare in fase gas. Tale curva risultante ha un minimo, che corrisponde ad un certo rapporto di soluto e solvente e indica che la soluzione non ideale per bollire dovrà essere scaldata a T più alta sia di T che di T. L'esistenza di A e B massimo della Tun
minimo di pressione di vapore, per una certa composizione, comporterà un ΔH > 0. Se tuttavia ci trovassimo nella situazione in cui significherebbe che il passaggio in soluzione ma con un processo endotermico; ciò vorrebbe dire che soluto e solvente si mescolano, ma i due non stanno bene in soluzione le deviazioni dalla legge di Raoult saranno verso l'alto, ovvero A e B avranno una maggiore tendenza a passare in fase gas rispetto al caso ideale. Anche la curva della pressione totale ha deviazione verso l'alto, quindi si avrà un minimo della temperatura e un massimo di pressione. Questo corrisponde ad un punto di azeotropo, che sarà minore sia di quella di A puro che di quella di B puro. Volendo rappresentare questa situazione in un diagramma di stato si ottiene il risultato mostrato a lato, con le frazioni molari sull'asse delle ascisse e le temperature sull'asse delle ordinate; in questo caso è comodo ragionare a pressione costante. A bassatemperatura si ha la fase liquida della soluzione, viceversa a T molto alte le due sostanze saranno presenti solo in fase gas con una certa composizione. Il fatto che A abbia una T maggiore significa che è meno volatile. La zona "verde" (a lente) del sistema è presente in due fasi diverse: una liquida e una gassosa, entrambe contenenti sia la componente A che la B. Immaginiamo di partire dal punto A al centro del grafico; in questa condizione il sistema è in fase liquida, mentre se mi porto ad una T molto più alta (punto in alto) tutto il sistema è passato in fase gas, che avrà la stessa frazione molare del liquido di partenza. Partendo dal punto iniziale e scalando la T aumenta; quando si arriva a l, corrispondente al valore di temperatura T, il liquido inizia a bollire, con una composizione del liquido che è la stessa di partenza, mentre in fase gas si avrà maggiore.quantità di B, in quanto è più volatile (passa più facilmente in fase vapore) nel liquido ci sono quindi meno molecole di B la percentuale di A in fase liquida aumenta il liquido bollirà a temperatura crescente. Ad esempio continuando a scaldare fino a T , il liquido avrà una composizione più ricca di A, mentre il vapore (alla stessa T) sarà comunque più ricco del componente B rispetto al liquido. Quando arrivo a T significa che c'è un'ultima goccia di liquido (con composizione l ), mentre il vapore è arrivato alla composizione v , che è la stessa di partenza. A valori ancora più alti di temperatura è presente solo fase gas. Quindi se ci troviamo in un recipiente chiuso in nessun istante avremo uno dei due componenti puro (né B in fase gas, né A in fase liquida). Immaginiamo invece di avere un recipiente aperto, in altro c'è un
canale che porta via la fase vapore, che quindi viene sottratta dal recipiente di reazione. Il distillazione frazionata. fenomeno che avviene è la Pariamo da un liquido con una composizione x scaldandolo fino alla temperatura T a cui inizia a bollire; qui avremo all'equilibrio un liquido che si è arricchito di componente A, perché B che è più volatile è passato in fase vapore. Il vapore viene quindi fatto uscire eraffreddare in un altro recipiente (liquido con composizione x ); se prendo il vapore del secondo recipiente e lo faccio bollire si avrà un nuovo vapore con
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