Soluções Ideais

O Equilíbrio Líquido-Vapor

Para uma substância $A$, em uma dada pressão e temperatura, o equilíbrio líquido-vapor se estabelece quando:

$$ \mu_A^(l) = \mu_A^(g) $$

$$ \mu_A^(l) = \mu_A^{\circ}(g) + RT\ln{p_A^} $$

Quando adicionamos $B$ ao sistema preparamos uma solução.
A presença do soluto na fase líquida provoca a seguinte alteração: $\mu_A^*(l)$ para $\mu_A(l)$.
Pelo fato do soluto também vaporizar, a presença do soluto na fase vapor provoca as seguintes alterações: para $\mu_A^(g)$ para $\mu_A(g)$ e $p_A^$ para $p_A$, de modo que:

$$ \begin{align*} \mu_A(l) &= \mu_A(g)

\mu_A(l) &= \mu_A^{\circ}(g) + RT\ln{p_A} \end{align*} $$

Uma observação experimental feita por François-Marie Raoult na segunda metade do século XIX mostrou que a pressão de vapor de um componente na solução é proporcional à sua fração molar e a constante de proporcionalidade é uma propriedade da substância: sua pressão de vapor na forma pura. Este é o conteúdo da chamada lei de Raoult.

$$ \boxed{\dfrac{p_A}{x_A} = p_A^*} $$

$$ \boxed{p_A = p_A^*x_A} $$

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Se $A$ estiver puro, $x_A=1$ e $p_A=p_A^*$, como é de se imaginar.
Soluções cujas pressões parciais de vapor dos componentes obedecem à lei de Raoult são ditas soluções ideais.
Usando a Lei de Raoult, podemos dizer que o potencial químico de um componente em uma solução ideal é:

$$ \boxed{\mu_A(l) = \mu_A^*(l) + RT\ln{x_A}} $$

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