题目
已知318.15K时,纯丙酮的饱和蒸气压为43.063 kPa。在318.15K时,丙酮-氯仿达成气液两相平衡时,测得液相中氯仿的摩尔分数为0.30,气相中丙酮的蒸气压为26.77 kPa。则此系统( )。A. 对丙酮为正偏差;B. 对氯仿为负偏差;C. 对丙酮为负偏差;D. 为理想液体混合物;
已知318.15K时,纯丙酮的饱和蒸气压为43.063 kPa。在318.15K时,丙酮-氯仿达成气液两相平衡时,测得液相中氯仿的摩尔分数为0.30,气相中丙酮的蒸气压为26.77 kPa。则此系统( )。
A. 对丙酮为正偏差;
B. 对氯仿为负偏差;
C. 对丙酮为负偏差;
D. 为理想液体混合物;
题目解答
答案
C. 对丙酮为负偏差;
解析
本题考查知识点为理想液体混合物和实际溶液中拉乌尔定律的应用,通过比较实际溶液中某组分的蒸气压与按拉乌尔定律计算得到的蒸气压大小,来判断溶液对该组分是正偏差还是负偏差。
解题思路如下:
- 首先明确拉乌尔定律的表达式,对于理想液体混合物,某组分$i$在气相中的分压$p_{i}$等于该组分在纯态时的饱和蒸气压$p_{i}^*$乘以其在液相中的摩尔分数$x_{i}$,即$p_{i}=p_{i}^*x_{i}$。
- 然后根据题目所给信息,计算出丙酮在理想情况下的蒸气压。
- 最后将计算得到的理想蒸气压与实际蒸气压进行比较,若实际蒸气压小于理想蒸气压,则溶液对该组分产生负偏差;若实际蒸气压大于理想蒸气压,则溶液对该组分产生正偏差。
具体计算过程如下:
已知纯丙酮的饱和蒸气压$p_{丙酮}^* = 43.063\ kPa$,液相中氯仿的摩尔分数$x_{氯仿}=0.30$,因为溶液中只有丙酮和氯仿两种组分,所以液相中丙酮的摩尔分数$x_{丙酮}=1 - x_{氯仿}=1 - 0.30 = 0.70$。
根据拉乌尔定律,若该系统为理想液体混合物,丙酮在气相中的分压$p_{丙酮}$为:
$p_{丙酮}=p_{丙酮}^*x_{丙酮}=43.063\ kPa\times0.70 = 30.1441\ kPa$
而题目中给出气相中丙酮的实际蒸气压为$26.77\ kPa$,由于$26.77\ kPa\lt{}30.1441\ kPa$,即实际蒸气压小于按拉乌尔定律计算得到的理想蒸气压,所以此系统对丙酮为负偏差。