En química, una solución ideal es una mezcla que sigue la ley de Raoult, que establece que la presión de vapor por encima de una solución es directamente proporcional a la fracción molar del disolvente. Se observa comúnmente una disminución de la presión de vapor en mezclas de solventes y solutos no volátiles o sustancias disueltas en un solvente. Una solución ideal de compuestos similares puede utilizar diferencias de volatilidad para separar los compuestos mediante destilación fraccionada.
Los líquidos se vaporizan y condensan continuamente. Uno en un recipiente abierto colocado en un sistema cerrado se vaporizará hasta que las tasas de condensación de gas a líquido y de vaporización de líquido a gas sean iguales. Entonces, el líquido está en equilibrio con su vapor. La presión de vapor es la parte de la presión total debida al líquido vaporizado. La presión de vapor de una solución ideal es una medida de las concentraciones de las moléculas en la solución.
La ley de Raoult es seguida por la mayoría de las soluciones diluidas. Si el soluto y el solvente son diferentes, se observan variaciones significativas de un ideal a medida que aumentan las concentraciones de soluto. Cuando el soluto no es volátil, la presión de vapor del disolvente en realidad disminuye a medida que aumentan las concentraciones de soluto. Este efecto, llamado disminución de la presión de vapor, no ocurre en soluciones ideales.
Los propietarios de automóviles aprovechan la reducción de la presión de vapor agregando etilenglicol al agua del radiador. La presión de vapor más baja mantiene más mezcla como líquido y menos como gas. Esto ayuda a evitar que el automóvil se sobrecaliente, ya que el contenido del radiador debe ser líquido para enfriar el motor de manera efectiva.
Los compuestos similares, como los que se encuentran a menudo en los productos del petróleo, pueden separarse según la ley de Raoult. El componente más volátil tendrá una presión parcial más alta y se destilará más rápidamente en una columna de destilación. En esta columna, a medida que se agrega calor a la mezcla, los componentes más volátiles se evaporan primero. El contenido del matraz de destilación se concentra en el segundo componente.
Al organizar los pasos de destilación, es posible un esquema de separación casi perfecto. En una columna de fraccionamiento, un material de relleno sólido sirve como una multitud de pequeños sitios de condensación / vaporización. Cada pequeña ganancia de elevación en la torre se convierte en un punto de equilibrio entre las concentraciones de gas y vapor de soluto y solvente. En la práctica, los materiales más volátiles se concentran más a medida que ascienden en la torre. Las mezclas concentradas en el disolvente se retiran del fondo de la columna.