राउल्ट का नियम: यह क्या है, सकारात्मक और नकारात्मक विचलन - रसायन विज्ञान - 2025

राउल्ट 1887 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ François-Marie राउल्ट द्वारा प्रस्तावित किया गया है और प्रत्येक घटक की आंशिक वाष्प दबाव के अनुसार दो (आमतौर पर आदर्श) अमिश्रणीय पदार्थों के एक विलयन का वाष्प दाब के व्यवहार की व्याख्या करने के लिए कार्य करता है इस में मौजूद है।

रसायन विज्ञान के नियम हैं जो विभिन्न परिस्थितियों में पदार्थों के व्यवहार का वर्णन करने और उन घटनाओं को समझाने के लिए उपयोग किए जाते हैं जिनमें वे शामिल हैं, वैज्ञानिक रूप से सिद्ध गणितीय मॉडल का उपयोग करते हैं। राउल्ट का नियम इनमें से एक है।

फ्रांकोइस-मैरी राउल्ट

वाष्प दबाव के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए गैसों (या तरल पदार्थ) के अणुओं के बीच बातचीत पर आधारित एक स्पष्टीकरण का उपयोग करते हुए, इस कानून का उपयोग गैर-आदर्श या वास्तविक समाधानों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, बशर्ते कि मॉडल को सही करने के लिए आवश्यक गुणांक माना जाता है। गणितीय और इसे गैर-आदर्श परिस्थितियों में समायोजित करें।

इसमें क्या शामिल होता है?

राउल्ट का नियम इस धारणा पर आधारित है कि इसमें शामिल समाधान एक आदर्श तरीके से व्यवहार करते हैं: ऐसा इसलिए होता है क्योंकि यह कानून इस विचार पर आधारित है कि विभिन्न अणुओं के बीच अंतर-आणविक बल समान अणुओं के बीच मौजूद हैं (जो हकीकत में इतना सटीक नहीं)।

वास्तव में, एक समाधान आदर्शता के करीब आता है, इस कानून द्वारा प्रस्तावित विशेषताओं का अनुपालन करने का अधिक अवसर होगा।

यह कानून एक गैर-वाष्पशील घोल के साथ वाष्प के दबाव से संबंधित है, जिसमें कहा गया है कि यह उस तापमान पर उस शुद्ध घोल के वाष्प दबाव के बराबर होगा, जो उसके मोल अंश से गुणा होता है। यह एक घटक के लिए गणितीय शब्दों में निम्नानुसार व्यक्त किया गया है:

P _i = Pº _i । X _i

इस अभिव्यक्ति में P _i गैस मिश्रण में घटक i के आंशिक वाष्प दबाव के बराबर है, P is _i शुद्ध घटक i का वाष्प दबाव है, और X _i मिश्रण में घटक i का मोल अंश है।

उसी तरह, जब किसी घोल में कई घटक होते हैं और वे संतुलन की स्थिति में पहुँच जाते हैं, तो समाधान के कुल वाष्प दबाव की गणना डाल्टन के साथ राउल्ट के नियम से की जा सकती है:

P = P _{B A} X _A + Pº _B X _B + P X _C X _c …

इसी तरह, उन समाधानों में जहां केवल एक घुला हुआ पदार्थ और विलायक मौजूद है, कानून नीचे दिए गए अनुसार तैयार किए जा सकते हैं:

P _A = (1-X _B) x P = _A

सकारात्मक और नकारात्मक विचलन

इस कानून के साथ जिन समाधानों का अध्ययन किया जा सकता है, उन्हें आम तौर पर एक आदर्श तरीके से व्यवहार करना चाहिए, क्योंकि उनके अणुओं के बीच बातचीत छोटी है और बिना किसी अपवाद के पूरे समाधान में समान गुणों को ग्रहण करने की अनुमति देता है।

हालांकि, आदर्श समाधान वास्तव में व्यावहारिक रूप से गैर-मौजूद हैं, इसलिए दो गुणांक को गणना में शामिल किया जाना चाहिए जो अंतः-आणविक बातचीत का प्रतिनिधित्व करते हैं। ये फुगनेस गुणांक और गतिविधि गुणांक हैं।

इस अर्थ में, राउल्ट के कानून के संबंध में विचलन को सकारात्मक या नकारात्मक के रूप में परिभाषित किया गया है, जो उस समय प्राप्त परिणामों पर निर्भर करता है।

सकारात्मक विचलन

राउल्ट के कानून के संबंध में सकारात्मक विचलन तब होता है जब राउल्ट के कानून के साथ गणना की वाष्प का दबाव उस गणना से अधिक होता है।

यह तब होता है जब समान अणुओं के बीच सामंजस्य बल विभिन्न अणुओं के बीच समान बलों से अधिक होता है। इस मामले में, दोनों घटक अधिक आसानी से वाष्पन करते हैं।

यह विचलन वाष्प दाब वक्र में एक विशेष रचना में अधिकतम बिंदु के रूप में देखा जाता है, जो एक सकारात्मक ऐज़ोट्रोप बनाता है।

एजोट्रोप दो या दो से अधिक रासायनिक यौगिकों का एक तरल मिश्रण है जो ऐसा व्यवहार करता है जैसे कि यह एक घटक से बना हो और इसकी संरचना को बदले बिना वाष्पित हो।

नकारात्मक विचलन

राउल्ट के कानून के संबंध में नकारात्मक विचलन तब होता है जब कानून के साथ गणना के बाद मिश्रण का वाष्प दबाव अपेक्षा से कम होता है।

ये विचलन तब दिखाई देते हैं जब मिश्रण के अणुओं के बीच सामंजस्य बल तरल पदार्थों के कणों के बीच उनकी शुद्ध अवस्था में औसत बलों से अधिक होता है।

इस प्रकार का विचलन इसकी शुद्ध अवस्था में पदार्थ की तुलना में आकर्षक बलों द्वारा अपनी तरल अवस्था में प्रत्येक घटक का एक प्रतिधारण उत्पन्न करता है, इसलिए सिस्टम में वाष्प का आंशिक दबाव कम हो जाता है।

वाष्प दबाव घटता में नकारात्मक azeotropes एक न्यूनतम बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है, और मिश्रण में शामिल दो या दो से अधिक घटकों के बीच एक संबंध प्रदर्शित करता है।

उदाहरण

राउल्ट के नियम का उपयोग आमतौर पर अपने अंतर-आणविक बलों के आधार पर एक समाधान के दबाव की गणना करने के लिए किया जाता है, यदि कोई विचलन है और यदि यह सकारात्मक या नकारात्मक होना चाहिए, तो निष्कर्षों की तुलना वास्तविक मूल्यों के साथ करें। राउल्ट के नियम के उपयोग के दो उदाहरण नीचे दिए गए हैं:

मूल मिश्रण

प्रोपेन और ब्यूटेन से बना निम्न मिश्रण, वाष्प के दबाव के एक अनुमान का प्रतिनिधित्व करता है, और हम यह मान सकते हैं कि दोनों घटक इसके भीतर (50-50) समान अनुपात में पाए जाते हैं, 40:C के तापमान पर:

एक्स _{प्रोपेन} = 0.5

P _{प्रोपेन} = 1352.1 kPa

एक्स _{ब्यूटेन} = 0.5

P _{ब्यूटेन} = 377.6 kPa

इसकी गणना राउल्ट के नियम से की जाती है:

पी _{मिश्रण} = (0.5 x 377.6 kPa) + (0.5 x 1352.1 kPa)

इसलिए कि:

पी _{मिश्रण} = 864.8 केपीए

गैर-वाष्पशील विलेय के साथ द्विआधारी मिश्रण

कभी-कभी ऐसा होता है कि मिश्रण में विलेय गैर-वाष्पशील होता है, इसलिए कानून का उपयोग वाष्प दबाव के व्यवहार को समझने के लिए किया जाता है।

95% और 5% के अनुपात में पानी और चीनी के मिश्रण को देखते हुए, और सामान्य तापमान की स्थिति में:

एक्स _पानी = 0.95

P _पानी = 2.34 kPa

एक्स _चीनी = 0.05

P _चीनी = 0 kPa

इसकी गणना राउल्ट के नियम से की जाती है:

पी _{मिश्रण} = (0.95 x 2.34 kPa) + (0.05 x 0 kPa)

इसलिए कि:

पी _{मिश्रण} = 2.22 केपीए

स्पष्ट रूप से पानी के वाष्प के दबाव में एक अवसाद है, जो अंतर-आणविक बलों के प्रभाव के कारण होता है।

संदर्भ

1. ऐनी मैरी हेल्मेनस्टाइन, पी। (Nd)। राउल्ट की विधि परिभाषा। सोचाco.com से लिया गया
2. ChemGuide। (एस एफ)। राउल्ट का नियम और गैर-वाष्पशील विलेय। Chemguide.co.uk से लिया गया
3. LibreTexts। (एस एफ)। राउल्ट्स लॉ एंड लिक्विड का आदर्श मिश्रण। Chem.libretexts.org से लिया गया
4. Neutrium। (एस एफ)। राउल्ट का नियम। Neutrium.net से लिया गया
5. विकिपीडिया। (एस एफ)। राउल्ट का नियम। En.wikipedia.org से लिया गया