دهکده - آموزش شیمی

قانون های رائول در مورد تاثیر ماده حل شده در یک حلال

قانون هایی که به تاثیر ماده حل شده در یک حلال، در دمای جوش و ذوب آن حلال مربوط است و در سال 1886 ، توسط رائول کشف شد و چنین بیان می شود:

قانون اول

نزول دمای انجماد یک حلال، بر اثر حل شدن یک جسم در آن، با مقدار آن ماده حل شده در جرم معینی از حلال بستگی دارد. مثلاً محلول دارای 5 گرم ساکاروز در 100 گرم آب، در ℃27/0- یخ می زند، اما محلول دیگری که دارای 10 گرم ساکاروز در 100 گرم آب باشد، در ℃54/0- یخ می زند.

اگر مقدار مول های برابر از جسم های مختلف، در جرم های برابری از یک حلال معین حل شوند، دمای انجماد آن را به یک اندازه پایین می آورند.

مثلاً اگر 1/0 مول ( 2/34 گرم ) ساکاروز را در 100 گرم آب حل کنیم، دمای انجماد آب به اندازه ℃186/0 پایین می آید. همچنین اگر 18 گرم گلوکز را در همان مقدار آب حل کنیم، باز هم دمای انجماد آب به اندازه ℃186/0 پایین می آید. زیرا 18 گرم گلوکز نیز 1/0 مول گلوکز است.

قانون دوم

بالا رفتن دمای جوش یک حلال، بر اثر حل شدن یک جسم غیر فرار در آن، با مقدار آن جسم حل شده در جرم معینی از حلال بستگی دارد.

اگر تعداد مول های برابر از جسم های گوناگون، در جرم های برابری از یک حلال معین، حل شوند دمای جوش آن را به یک اندازه بالا می برند. (وبلاگ دهکده آموزش شیمی)

قانون های رائول را از نظر کمی می توان به صورت زیر بیان کرد

                                                                                               ∆t = Kf.n

                                                                                                ∆t = Kb.n

که در آنها n مولالیته محلول، Kb و Kf به ترتیب ثابت های مولی پایین رفتن نقطه انجماد، و بالا رفتن نقطه جوش محلول است. مثلاً اگر 1= n (محلول یک مولال) باشد، ∆t = Kf ، ∆t = Kb خواهد بود. در جدول زیر مقدارهای Kf و Kb برای چند حلال مهم داده شده است.

 مثال: 8/1 گرم کلوکز را در 100 گرم آب حل می کنیم، پایین دمای ذوب و بالا رفتن دمای جوش آن را محاسبه کنید.

حل: نخست باید مولالیته محلول را بدست آوریم

گلوکز mol 01/0 = 180 / 8/1

آب Kg 1/0 = آب g 100

مولال 1/0 = 1/0 / 01/0

∆t = Kf.n

℃186/0 = 1/0×86/1 = کاهش نقطه انجماد

∆t = Kb.n

℃052/0 = 1/0×52/0 = افزایش نقطه جوش

جالب توجه است که قانون های رائول خصلت کولیگاتیو دارند. یعنی، به تعداد ذره های حل شده در جرم معینی از حلال بستگی دارد و نه به ماهیت ذره های موجود در محلول. یعنی تفاوتی ندارد که ذره ها از نوع مولکول ها، آنیون ها، کاتیون های آلی، معدنی، تک اتمی و یا چند اتمی باشند. از این رو رابطه های ذکر شده و مثال حل شده در بالا تنها در مورد ترکیب های غیر الکترولیت، که مولکول های آنها، ضمن حل شدن تفکیک نمی شوند صدق می کند. اما در مورد الکترولیت ها که ضمن حل شدن، تفکیک یونی حاصل می کنند و به چند یون مبدل می شوند، صادق نیست، زیر هر یون به صورت یک ذره عمل می کند.

منبع: فرهنگ تفسیری شیمی نوشته دکتر محمد رضا ملاردی – سید رضا آقا پور مقدم