Vad är Raoults lag?

Raoults lag används inom kemin för att förklara lösningsmedels beteende när ett icke-flyktigt löst ämne utsätts för temperaturförändringar. Denna lag bestämmer ångtrycket för ett lösningsmedel vid en given temperatur i en idealisk lösning. Trycket kan hittas genom att använda lösningsmedlets molfraktion och multiplicera det med lösningsmedlets ångtryck vid en specifik temperatur när det är i sin rena form.

En molfraktion är antalet mol av ett lösningsmedel dividerat med det totala antalet mol i lösningen. Eftersom en lösning är en kombination av ett lösningsmedel och ett löst ämne, är det totala antalet mol lösningsmedlets mol plus det lösta ämnets mol. Ett löst ämne är det som löses upp och ett lösningsmedel är vad det lösta ämnet löses i.

Ångtrycket beror på att partiklar i en vätska läcker ut ur vätskan eller avdunstar. Partiklar med högre energi som finns på vätskans yta kan komma ut. Ju högre temperatur, desto mer energi, så desto fler partiklar avdunstar. Endast lösningsmedlets molekyler flyr ur lösningen eftersom det lösta ämnets molekyler inte har samma tendens att avdunsta.

Till exempel, i en lösning av saltvatten är salt det lösta ämnet och vatten är lösningsmedlet. Även om salt löser sig i vattnet, ändras det inte till en gas när det är i vattnet. Endast vattnet avdunstar.
I ett slutet system upprättas en jämvikt. Även om partiklar fortfarande flyr ut vätskan har de ingenstans att ta vägen, så de studsar bara av systemets väggar och återvänder så småningom till vätskan. De rörliga partiklarna skapar tryck, som kallas mättat ångtryck.

I ren form innehåller ytan av ett flytande lösningsmedel endast lösningsmedlets molekyler. I en lösning innehåller emellertid ytan molekyler av lösningsmedlet och det lösta ämnet. Detta innebär att färre partiklar kommer att strömma ut och ångtrycket blir lägre för en lösning än för det rena lösningsmedlet. Raoults lag förklarar denna förändring av partiklar som flyr ut. Med hjälp av molfraktionen är det teoretiskt möjligt att bestämma hur många av partiklarna på ytan av en lösning som kommer att kunna fly ut och på så sätt bestämma ångtrycket i en lösning.

Ändringen i ångtrycket påverkar även smält- och kokpunkter. I lösningar är smältpunkten i allmänhet lägre och kokpunkten högre än i lösningsmedlets rena form.
Raoults lag antar att lösningen som testas är en idealisk lösning. Eftersom idealiska lösningar endast är teoretiska, används Raoults lag som en begränsande lag. Ju närmare en lösning är en idealisk lösning, desto mer exakt blir Raoults lag när den tillämpas på den lösningen. Extremt utspädda lösningar beter sig nästan exakt som Raoults lag säger, medan koncentrerade lösningar inte kommer att bete sig riktigt som lagen föreslår.