ラウールの法則とは?計算方法と導出【演習問題】

ラウールの法則(Raoultの法則)とは?計算方法と導出【演習問題】

 

このページでは

 

・ラウールの法則(Raoultの法則)とは?

 

・ラウールの式から気液平衡曲線の式を導出する方法

 

というテーマで解説しています。

 

ラウールの法則(Raoultの法則)とは?

ラウールの法則(Raoultの法則)とは気液平衡における蒸気圧の関係式で「混合溶液において、各々の成分の蒸気圧は全体の蒸気圧とモル分率の積であるという式」を表しています。基本的に実在ではなく、理想的な溶液(理想溶液)において成り立つ経験則といえます。

 

ラウールの法則の定義式は以下の通りです。

 

 

先にも述べたように、ラウールの法則と気液平衡には深い関係があり、以下のように導出することができます。

 

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ラウールの式から気液平衡曲線の式を導出する方法

 

以下に気液平衡の代表的なものであるベンゼンートルエン系のイメージ図を示します。

 

 

 

ここで、重要な用語として気液平衡における平衡比というものがあります。平衡比の定義は以下の通りです。

 


であらわることができます。

 

そして、混合溶液、たとえば2つの成分(ベンゼンートルエンなど)において気液平衡が成り立っているときの、各々の平衡比をK1,K2とするとその比のことを相対揮発度と呼びます。

 

相対揮発度も後にラウールの法則を導出する上で重要な用語です。以下の定義式で表されます。

 

 

さらに、気相の組成と液相の組成は以下の関係式で表すことができます。

 


また、理想溶液における相対揮発度はα※12 = p1※ / p2※とも表すことができ、ラウールの法則のp1=x1 p1※、p2=x2 p2※と関連づいています。

 

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