In chimica, una soluzione ideale è una miscela che segue la legge di Raoult, che afferma che la pressione di vapore sopra una soluzione è direttamente proporzionale alla frazione molare del solvente. Un abbassamento della pressione di vapore si osserva comunemente in miscele di solventi e soluti non volatili, o sostanze disciolte in un solvente. Una soluzione ideale di composti simili può utilizzare differenze di volatilità per separare i composti mediante distillazione frazionata.
I liquidi vaporizzano e condensano continuamente. Uno in un contenitore aperto posto in un sistema chiuso vaporizzerà fino a quando i tassi di condensazione da gas a liquido e di vaporizzazione da liquido a gas saranno uguali. Il liquido è quindi in equilibrio con il suo vapore. La tensione di vapore è la parte della pressione totale dovuta al liquido vaporizzato. La tensione di vapore di una soluzione ideale è una misura delle concentrazioni delle molecole nella soluzione.
La legge di Raoult è seguita dalle soluzioni più diluite. Se il soluto e il solvente sono dissimili, si osservano variazioni significative da un ideale all’aumentare delle concentrazioni di soluto. Quando il soluto è non volatile, la pressione di vapore del solvente viene effettivamente ridotta all’aumentare delle concentrazioni di soluto. Questo effetto, chiamato abbassamento della pressione di vapore, non si verifica nelle soluzioni ideali.
I proprietari di auto sfruttano l’abbassamento della pressione di vapore aggiungendo glicole etilenico all’acqua nel radiatore. La pressione di vapore più bassa mantiene più della miscela come un liquido e meno come un gas. Questo aiuta a prevenire il surriscaldamento dell’auto, poiché il contenuto del radiatore deve essere liquido per raffreddare efficacemente il motore.
Composti simili, come quelli che si trovano spesso nei prodotti petroliferi, possono essere separati in base alla legge di Raoult. Il componente più volatile avrà una pressione parziale più elevata e distillerà più rapidamente in una colonna di distillazione. In questa colonna, man mano che si aggiunge calore alla miscela, i componenti più volatili evaporano per primi. Il contenuto del pallone di distillazione si concentra nel secondo componente.
Organizzando le fasi di distillazione, è possibile uno schema di separazione quasi perfetto. In una colonna di frazionamento, un materiale di riempimento solido funge da una moltitudine di piccoli siti di condensazione/vaporizzazione. Ogni piccolo aumento di elevazione nella torre diventa un punto di equilibrio tra le concentrazioni di vapore e gas di soluto e solvente. In pratica, i materiali più volatili diventano più concentrati man mano che salgono nella torre. Le miscele concentrate nel solvente vengono prelevate dal fondo della colonna.