La legge di Raoult viene utilizzata in chimica per spiegare il comportamento dei solventi quando un soluto non volatile è esposto a variazioni di temperatura. Questa legge determina la tensione di vapore di un solvente ad una data temperatura in una soluzione ideale. La pressione può essere trovata utilizzando la frazione molare del solvente e moltiplicandola per la tensione di vapore del solvente ad una temperatura specifica quando è nella sua forma pura.
Una frazione molare è il numero di moli di un solvente diviso per il numero totale di moli nella soluzione. Poiché una soluzione è una combinazione di un solvente e un soluto, il numero totale di moli è le moli del solvente più le moli del soluto. Un soluto è ciò che viene sciolto e un solvente è ciò in cui viene sciolto il soluto.
La tensione di vapore deriva da particelle in un liquido che fuoriescono dal liquido o evaporano. Le particelle con maggiore energia che si trovano sulla superficie del liquido possono fuoriuscire. Maggiore è la temperatura, maggiore è l’energia, quindi più particelle evaporano. Solo le molecole del solvente sfuggono dalla soluzione perché le molecole del soluto non hanno la stessa tendenza ad evaporare.
Ad esempio, in una soluzione di acqua salata, il sale è il soluto e l’acqua è il solvente. Sebbene il sale si dissolva nell’acqua, non si trasforma in un gas mentre è nell’acqua. Solo l’acqua evapora.
In un sistema chiuso si stabilisce un equilibrio. Sebbene le particelle sfuggano ancora al liquido, non hanno un posto dove andare, quindi rimbalzano sulle pareti del sistema e alla fine ritornano nel liquido. Le particelle in movimento creano pressione, chiamata pressione di vapore saturo.
In una forma pura, la superficie di un solvente liquido contiene solo le molecole del solvente. In una soluzione, invece, la superficie contiene molecole del solvente e del soluto. Ciò significa che fuoriusciranno meno particelle e la pressione del vapore sarà inferiore per una soluzione rispetto al solvente puro. La legge di Raoult spiega questo cambiamento nelle particelle in fuga. Utilizzando la frazione molare, è teoricamente possibile determinare quante delle particelle sulla superficie di una soluzione potranno fuoriuscire, determinando così la tensione di vapore di una soluzione.
La variazione della tensione di vapore influenza anche i punti di fusione e di ebollizione. Nelle soluzioni, il punto di fusione è generalmente più basso e il punto di ebollizione più alto che nella forma pura del solvente.
La legge di Raoult presuppone che la soluzione da testare sia una soluzione ideale. Poiché le soluzioni ideali sono solo teoriche, la legge di Raoult viene utilizzata come legge limite. Più una soluzione è vicina all’essere una soluzione ideale, più accurata sarà la legge di Raoult quando applicata a quella soluzione. Le soluzioni estremamente diluite si comportano quasi esattamente come afferma la legge di Raoult, mentre le soluzioni concentrate non si comportano esattamente come suggerisce la legge.