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Esercizio sulla legge di Raoult

Esercizio svolto sulla legge di Raoult

Una soluzione costituita da metanolo (MM = 32,03 g/mol) ed etanolo (MM = 46,05 g/mol) presenta, alla temperatura di 298 K, una pressione di vapore di 69,95 mmHg.

Sapendo che alla stessa temperatura la pressione di vapore del metanolo vale 88,0 mmHg e quella dell'etanolo vale 44,0 mmHg, si determini la composizione percentuale in massa della soluzione.

Svolgimento dell'esercizio

Indichiamo come componente a) il metanolo e come componente b) l'etanolo.

L'esercizio si basa sulle legge di Raoult, secondo cui la tensione di vapore della soluzione è data dalla somma delle tensioni di vapore dei due componenti che la formano.

Pertanto:

P = P°a · Xa + P°b · Xb

in cui:

  • a = pressione di vapore del componente a)
  • Xa = frazione molare del componente a)
  • b = pressione di vapore del componente b)
  • Xb = frazione molare del componente b)

Dobbiamo determinare la composizione percentuale della soluzione, per cui consideriamo 100 g di soluzione.

In questi 100 g, X saranno i grammi del componente a) e 100-X i grammi del componente b).

Le moli del componente a) sono:

na = g / MM = X / 32,03

Le moli del componente b) sono:

nb = g / MM = (100-X) / 46,05

Le moli totali sono:

na + nb = X / 32,03 + [(100-X) / 46,05]

La frazione molare del componente a) è:

frazione molare del componente a)

La frazione molare del componente b) è invece:

frazione molare del componente b)

Ricordando che:

P = P°a · Xa + P°b · Xb

Si ha che:

tensione di vapore della miscela

Sostituendo i dati in nostro possesso, si ha che:

pressione di vapore finale

Si tratta di una equazione ad una incognita.

Risolvendo si ha che:

X = 50 g

Pertanto:

%m/m (metanolo) = 50 %

%m/m (etanolo) = 50 %

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