Kaj je idealna rešitev?

V kemiji je idealna raztopina zmes, ki sledi Raoultovemu zakonu, ki pravi, da je parni tlak nad raztopino neposredno sorazmeren z molskim deležem topila. Znižanje parnega tlaka je običajno opaženo v mešanicah topil in nehlapnih topljencev ali snovi, raztopljenih v topilu. Idealna raztopina podobnih spojin lahko uporabi razlike v hlapnosti za ločevanje spojin s frakcijsko destilacijo.

Tekočine nenehno izhlapevajo in kondenzirajo. Ena v odprti posodi, postavljena v zaprt sistem, bo izhlapevala, dokler nista stopnji kondenzacije iz plina v tekočino in izparevanja iz tekočine v plin enaki. Tekočina je takrat v ravnotežju s svojo paro. Parni tlak je del skupnega tlaka zaradi uparjene tekočine. Parni tlak idealne raztopine je merilo koncentracij molekul v raztopini.

Raoultovemu zakonu sledi večina razredčenih raztopin. Če sta topljenec in topilo različna, opazimo znatna odstopanja od ideala, ko se koncentracije topljencev povečajo. Ko je topljenec nehlapen, se parni tlak topila dejansko zmanjša, ko se koncentracija topljenca poveča. Ta učinek, imenovan znižanje parnega tlaka, se ne pojavi v idealnih raztopinah.

Lastniki avtomobilov izkoristijo znižanje parnega tlaka z dodajanjem etilen glikola v vodo v radiatorju. Nižji parni tlak zadrži več mešanice kot tekočino in manj kot plin. To pomaga preprečiti pregrevanje avtomobila, saj mora biti vsebina hladilnika tekoča, da učinkovito ohladi motor.

Podobne spojine, kot so tiste, ki jih pogosto najdemo v naftnih derivatih, je mogoče ločiti na podlagi Raoultovega zakona. Bolj hlapna komponenta bo imela višji delni tlak in bo hitreje destilirala v destilacijski koloni. V tem stolpcu, ko zmesi dodamo toploto, najprej zavrejo bolj hlapne komponente. Vsebina destilacijske bučke se koncentrira v drugi komponenti.

Z uprizarjanjem korakov destilacije je možna skoraj popolna shema ločevanja. V frakcionirni koloni služi trden material za pakiranje množica majhnih mest kondenzacije/uparjanja. Vsako majhno povečanje višine v stolpu postane ravnotežna točka med koncentracijami hlapov in plinov topljenca in topila. V praksi se bolj hlapni materiali bolj koncentrirajo, ko se dvigajo v stolpu. Zmesi, koncentrirane v topilu, se odstranijo z dna kolone.