벤젠 증기의 몰분율. 밀폐된 용기에 같은 몰수의 벤젠과 톨루엔의 액체 혼합물

벤젠 증기의 몰분율. 밀폐된 용기에 같은 몰수의 벤젠과 톨루엔의 액체 혼합물

 

 

밀폐된 용기에 같은 몰수의 벤젠과 톨루엔의 액체 혼합물이

30℃에서 그 증기와 평형 상태를 이룰 때 벤젠 증기의 몰분율은?

(단, 혼합물은 라울의 법칙을 따르는 이상 용액이고,

30℃에서 순수한 벤젠과 톨루엔의 증기압을

각각 120 mmHg, 40 mmHg라 가정한다.)

 

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같은 몰수의 액체 혼합물이므로,

각 성분의 몰분율은 0.5

 

 

 

Raoult’s law. 라울의 법칙

P_a = X_a × P_a°

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2646 )

 

 

 

> 액체 벤젠의 몰분율 = 0.5

> 순수한 벤젠의 증기압 = 120 mmHg

 

용액 위 벤젠의 증기압

= 0.5 × 120 mmHg = 60 mmHg

 

 

 

> 액체 톨루엔의 몰분율 = 0.5

> 순수한 톨루엔의 증기압 = 40 mmHg

 

용액 위 톨루엔의 증기압

= 0.5 × 40 mmHg = 20 mmHg

 

 

 

전체 증기 압력(P_tot)

= 60 mmHg + 20 mmHg = 80 mmHg

 

 

 

이상기체의 분압과 몰분율의 관계

돌턴의 분압 법칙

P_a = P_tot × X_a

( 참고 https://ywpop.tistory.com/48 )

 

 

 

벤젠 증기의 몰분율, X_a = P_a / P_tot

= 60 mmHg / 80 mmHg = 0.75

 

 

 

답: 0.75

 

 

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또는

같은 몰수이므로,

각각 1 mol이라 가정하면,

벤젠의 몰분율 = 톨루엔의 몰분율 = 1/2

 

 

P_벤 = (X_벤) (P°_벤)

= (1/2) (120) = 60 mmHg

 

 

P_톨 = (1/2) (40) = 20 mmHg

 

 

P_sol = (X_벤) (P°_벤) + (X_톨) (P°_톨)

= 60 + 20 = 80 mmHg

 

 

벤젠 증기의 몰분율 = P_벤 / P_sol

= 60 / 80 = 0.75

 

 

 

 

[ 동일 예제 https://ywpop.tistory.com/3626 ]

 

 

 

[키워드] 혼합 용액의 증기 압력 기준문서, 혼합 용액의 증기압 기준문서, 라울의 법칙 기준문서