학문
실제 용액의 거동을 용해열의 측면에서는 어떻게 설명할 수 있나요?
안녕하세요. 라울의 법칙을 온전하게 만족하는 이상용액과는 달리 실제 용액의 경우에는 증기압이 더 커지는 양의 편차가 나타나거나 증기압이 더 감소하는 음의 편차가 나타날 수 있는데요, 실제 용액의 거동을 용해열의 측면에서는 어떻게 설명할 수 있나요?
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안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 이상 용액은 용질-용매 분자 간 상호작용의 세기가 용질-용질, 용매-용매 간의 상호작용과 동일하다고 가정하고 있는데요, 따라서 혼합 과정에서 추가적인 에너지 변화가 없고, 용해열은 0이 되며, 이 경우 라울의 법칙이 그대로 적용되어, 부분 증기압이 단순히 몰분율에 비례하게 됩니다.
반면에 실제 용액에서는 용질-용매 상호작용이 원래의 분자 간 힘과 같지 않기 때문에 용해열은 0이 아닌데요, 양의 편차는 용질-용매 상호작용이 상대적으로 약한 경우이며, 따라서 서로 잘 끌어당기지 못하므로 분자들이 쉽게 기상으로 도망가 증기압이 상승합니다. 이때 혼합 과정에서 기존의 강한 용질-용질, 용매-용매 인력이 끊어지고 약한 상호작용으로 대체되므로 흡열 반응이 됩니다. 반면에 음의 편차는 용질-용매 상호작용이 매우 강하기 때문에 서로 강하게 잡아당기므로 분자가 증발하기 어려워 증기압이 낮아지며 이때 혼합 과정에서 기존의 인력보다 더 강한 인력이 새로 생겨나므로 발열 반응이 됩니다. 감사합니다.