1887 年中頃、フランスの物理化学者フランソワ マリー ラオール (1830 – 1901) は、閉鎖系における溶媒の 蒸気圧 に関する研究を開始し、溶液中の液体の最大蒸気圧が非溶媒の量に直接関係していることを観察しました。溶液中に揮発性の溶質が存在し、溶質濃度が増加すると最大蒸気圧が減少することがわかります。 ラウールの法則 は分子 溶液 にのみ適用されます。
物質の 最大蒸気圧 は、特定の温度でその蒸気が及ぼす最高の圧力です。つまり、特定の溶媒が蒸発すると、分子間の結合が壊れ、蒸気が液体から逃げます。
この原理をよりよく理解するために、動的平衡について少し話しましょう。外部環境との物質の交換がない閉鎖系では、動的平衡の後、特定の瞬間に到達した各温度に応じて、変化はありません。溶媒の蒸気分子の飽和度、つまり、蒸気分子が液体状態に移行すると、液体状態にある分子も同時に蒸気状態に戻ります。
私たちが市場で購入する水のパッケージでは、太陽にさらされても容器内の体積が変化しないのは、この現象によるものです。容器は常に動的平衡状態にある閉鎖系であるためです。
不揮発性の溶質を溶媒に加えると、最大蒸気圧が低下し、その結果、溶媒の 蒸発 時間が増加します。これは、溶質粒子が分子間引力を強めるために起こります。溶液中の粒子の数が多いほど、その蒸気圧は低くなります。溶液中の水の最大蒸気圧は、純水の最大蒸気圧よりも低くなります。
トノスコピーの計算式は次の式で表されます。
どこ：
- Δp = 最大蒸気圧の絶対的な低下
- P 2 = 溶媒の蒸気圧
- P = 溶液の蒸気圧
システムの外部圧力と内部圧力が等しい場合、液体は沸騰し始めます。これは、食品を調理した後に圧力鍋を開けると起こります。鍋は閉じられており、内部圧力は外部圧力よりも高くなります。したがって、排気装置またはバルブを通じて圧力を取り除くと、両方が等しくなる瞬間まで圧力に変化が生じ、鍋内の液体が 沸騰します 。
圧力鍋の内部は温度が120℃に達し、内圧も2気圧に近づくため、通常の鍋よりも早く調理できます。
参考文献:
フォンセカ、MRM da。化学 2.1.編サンパウロ：アティカ、2013 年。
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