ラウールの法則で検索すると色々ヒットしますが、どれもよくわからないなあと思いませんか？
この記事では、ラウールの法則について簡単にまとめていますので
読めばすぐに理解して、今後の課題や計算にすぐに対応できるようになります。
また、ラウールの法則に関連してAntoine（アントワン）の式についても解説してます。
ラウールの法則とは
ラウールの法則とは簡単に言うと以下が成立するということです。
各成分のガス分圧=各成分の飽和蒸気圧×溶媒中の各成分のモル分率
ベンゼンとトルエンの例
例として、以下の図ようなケースを考えたいと思います。
前提条件
- ベンゼンとトルエンの混合液（モル分率：ベンゼン0.7、トルエン0.3）
- 温度：85℃
- 飽和蒸気圧：ベンゼン100 kPa、トルエン30 kPa
求めたい値
- 気相中のベンゼントルエンの分圧
- 気相中のベンゼンとトルエンのモル分率
そうすると上記の状態の時に「求めたい値」は以下で算出可能です。
ベンゼンの分圧 = 100 kPa × 0.7 = 70 kPa
トルエンの分圧 = 30 kPa × 0.3 = 9 kPa
全圧 = 70 kPa +9 kPa = 79 kPa
気相中のベンゼンのモル分率 = 70 kPa ÷ 79 kPa = 0.89
気相中のトルエンのモル分率 = 9 kPa ÷ 79 kPa = 0.11
与えられている数値はその時によって違うと思いますが、上記がわかればすぐ対応できます。
Antoine(アントワン)の式
Antoine(アントワン)の式は飽和蒸気圧を求める式です。
各成分の飽和蒸気圧は物性値であると冒頭で記載しましたが、以下計算式によって算出できます。
log10P [mmgH2O] = A- B / (t[℃] + C)
P：飽和蒸気圧 [mmgH2O]、A：定数、B：定数、t：温度[℃]、C：定数
定数A～Cの値はAntoine定数と呼ばれ、成分によって違います。
成分による値はリンク(Antoine定数)に記載しています。
使用可能な温度範囲についても上記のリンクに記載されています。
Antoineの式は非常に便利で、
Antoineの式を使えば、気相中の全圧の値がわかっているとき温度条件を算出できます。
例えばベンゼンとトルエンの例で、全圧が101.3 kPaのとき、ラウールの法則を使用すると
(ベンゼンの液相モル分率 × ベンゼンの飽和蒸気圧) + (トルエンの液相モル分率 × トルエンの飽和蒸気圧) =101 .3 kPa
ベンゼンとトルエンの飽和蒸気圧⇒ log10P [mmgH2O] = A- B / (t[℃] + C)で算出
上記で温度条件を算出できます。
コメント