การลดต่ำลงของความดันไอ

จากข้อความที่กล่าวข้างต้น สมบัติของตัวทำละลายบริสุทธิ์ ณ ที่สภาวะหนึ่งๆ จะมีความดันไอที่แน่นอน แต่เมื่อมีตัวถูกละลายที่ไม่ระเหยผสมอยู่ในสารละลาย จะทำให้ความดันไอของสารละลายลดต่ำลงกว่าความดันไอของตัวทำละลายบริสุทธิ์ เนื่องจากจำนวนโมเลกุลของตัวทำละลายที่บริเวณผิวหน้า ของสารละลายลดน้อยกว่าเดิมจากที่เคยเป็นตัวทำละลายบริสุทธิ์ เพราะมีโมเลกุลของตัวถูกละลายปนอยู่ เมื่อจำนวนโมเลกุลของตัวทำละลายที่บริเวณผิวหน้าลดลง การที่โมเลกุลหนึ่งๆ ของตัวทำละลายจะสามารถเกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงจากของเหลวกลายเป็นไอได้ จะต้องเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างตัวทำละลายอื่นๆ และแรงดึงดูดระหว่างตัวถูกละลายที่ล้อมรอบอยู่ สิ่งที่เกิดขึ้น ก็คือ โมเลกุลของตัวทำละลายระเหยได้น้อยลง ส่งผลให้ความดันไอของสารละลาย มีค่าน้อยกว่าความดันไอของตัวทำละลาย (solvent) บริสุทธิ์

ถ้ามีตัวถูกละลายเพียงชนิดเดียวละลายอยู่ในตัวทำละลายเมื่อ P1 คือ ความดันไอของตัวทำละละลายเหนือสารละลาย P01 คือ ความดันไอของตัวทำละลายบริสุทธิ์ X1 คือ เศษส่วนโมลของตัวทำละลาย X2 คือ เศษส่วนโมลของตัวถูกละลาย จะได้ P1 = X1 P01
แต่ X1 + X2 = 1
P1 = (1- X2 )P01
= P01 - X2 P01
P01 - P1 = X2 P01
เพราะฉะนั้น

ความดันไอที่ลดต่ำลง = X2 P01
ความดันไอที่ลดต่ำลง = P01 - P1
ตัวอย่าง เมื่อเติมน้ำตาลกลูโคส (C12H12O11) จำนวน 68 กรัม ในน้ำ 1 กิโลกรัม ที่อุณหภูมิ 280C ถ้าความดันไอของน้ำที่ 280C มีค่าเท่ากับ 28.35 torr จงคำนวณหา 1. ความดันไอที่ต่ำลง 2. ความดันไอของสารละลาย
( กำหนดให้ C = 12.0, H = 1.0, O = 16.0 )
วิธีทำ
1. ความดันไอที่ต่ำลง น้ำหนักโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคส = (12.0 x 12 + 1.0 x 12 + 16.0 x 11) = 180 g/ mol น้ำหนักโมเลกุลของน้ำ = 18 g/mol
จำนวนโมลของน้ำตาล = 68/180 = 0.38 จำนวนโมลของน้ำ = 1000/18 = 55.56
ความดันไอที่ลดต่ำลง = X2 P01
= 0.38 / (0.38+55.56) x 28.35 torr
= 0.19 torrดังนั้น ความดันไอที่ต่ำลง เท่ากับ 0.19 torr
2. ความดันไอเหนือสารละลาย
ความดันไอที่ลดต่ำลง = P01 - P 1
0.19 torr = 28.35 torr - P1
P1 = 28.35 torr - 0.19 torr
ดังนั้น ความดันไอเหนือสารละลาย เท่ากับ 28.16 torr