12.8 : Buhar Basıncını Düşürme

Çözeltinin bazı özellikleri, çözünen madde türüne bağlıdır. Sulu bir hidroklorik asit çözeltisi pH kağıdını kırmızıya, sodyum hidroksit çözeltisi ise maviye çevirir. Bir çözeltinin diğer özellikleri, çözünen maddenin türünden ziyade yalnızca çözünen maddenin konsantrasyonuna veya parçacık sayısına bağlıdır.

Bunlara birleşik özellikler denir. Böyle bir özelliğe örnek bir çözeltinin buhar basıncıdır. Bir sıvının buhar basıncı, kapalı bir kapta sıvı ve gaz dinamik bir dengede olduğunda buharlaşmadan kaynaklanan sıvı üzerindeki gazın basıncıdır.

Çözeltinin buhar basıncı her zaman saf çözücününkinden daha düşüktür. Ölçülebilir buhar basıncına sahip olmayan uçucu olmayan bir çözünen maddenin uçucu bir çözücüye eklenerek yapılan bir çözeltiyi düşünün. Saf bir çözücüde, sıvının tüm yüzeyi çözücü parçacıklarıdır.

Bu parçacıkların bir kısmı buhar oluşturarak gaz haline kaçarken, yukarıdaki gaz moleküllerinin bir kısmı tekrar sıvı hale yoğunlaşır. Buharlaşma hızı, yoğunlaşma hızına eşit olduğunda, dinamik bir dengeye ulaşılır. Bir çözeltide, sıvı yüzey hem çözünen hem de çözücü parçacıklarına sahiptir.

Böylece, daha az sayıda yüzey çözücü parçacığı buharlaşabilir. Artık gaz halinde daha düşük çözücü partikülleri konsantrasyonu ile azalan buharlaşma hızıyla dinamik dengeyi yeniden kurmak için yoğunlaşma hızı azalır. Bir çözeltinin buhar basıncı, Raoult yasası ile hesaplanabilir;Raoult yasası bir çözeltinin kısmi basıncının çözücünün mol fraksiyonu, chi, ile saf çözücünün buhar basıncı P°çarpımı olduğunu söyler.

Örneğin, bir çözelti, 1, 5 mol gliserol gibi uçucu olmayan bir çözünen madde ve 25 santigrat derecede 3, 5 mol su içerir. Çözücünün mol fraksiyonu 0, 70 ve saf suyun buhar basıncı 23, 8 torr'dur. Çözeltinin buhar basıncı, Raoult yasası kullanılarak saf çözücünün buhar basıncının 70'i olan 16, 7 torr olarak hesaplanabilir.

Buhar basıncını düşürmek için bir denklem olan ΔP, Raoult Yasasından da türetilebilir. Çözücünün mol fraksiyonu, çözünen maddenin mol fraksiyonunun bir eksiğine eşit olduğu için, Raoult Yasasına yerleştirilebilir. Bu, buhar basıncının düşürülmesinin çözünen maddenin mol fraksiyonu ile doğru orantılı olduğu bir denklem oluşturmak için kullanılabilir.

Önceki örneği hatırlarsak, çözünen maddenin mol fraksiyonu, 1 eksi solventin mol fraksiyonudur. Değer yerleştirildiğinde, çözünen maddenin mol oranı 0, 3'tür. Saf suyun buhar basıncının 23, 8 torr olduğu göz önüne alındığında, buhar basıncının düşmesi 7, 14 torr olur.

ΔP ve çözeltinin buhar basıncı eklenerek saf çözücünün buhar basıncı elde edilir.