主な違い – 理想溶液と非理想溶液の違い
理想溶液とは、理想的な気体の混合物に近い性質を持つ溶液のことです。
ただし、理想気体では気体分子間の相互作用はありません。
しかし、溶液中の分子が液体とみなされるためには、分子間の相互作用があるはずなので、溶液でも同じように考えることはできません。
したがって、理想溶液は、分子間の相互作用の有無によって理想気体とは異なる。
非理想的溶液は、どこにでも存在する実際の溶液です。
しかし、理想溶液と似たような挙動を示す溶液も存在する。
理想溶液と非理想溶液の大きな違いは、理想溶液ではすべての分子間の分子間相互作用が同じであるのに対し、非理想溶液では溶質分子と溶媒分子間の分子間相互作用が互いに異なっていることである。
理想的な解決策とは
理想溶液とは、分子間の相互作用が溶液中のすべての分子間で同一である溶液のことである。
溶液の成分間には正味の力は存在しない。
したがって、溶質の分子間の距離は、溶媒と混ぜた後も変化しない。
距離を変えるためには、溶質化合物の分子1つ1つに力が働いているはずだからです。
The enthalpy change of an ideal solution is zero or approximately equal to zero. This means the enthalpy of initial components is equal to the enthalpy of the solution after mixing. Therefore, the enthalpy for missing is zero.
現実には、ほぼ理想的な溶液が存在する。
例えば、ベンゼンとトルエンの混合溶媒はほぼ理想的な溶液を形成している。
ベンゼン-ベンゼン、ベンゼン-トルエン、トルエン-トルエンの相互作用はほぼ同じです。
非理想的解決策とは
非理想的溶液とは、溶液中の異なる成分の分子間の相互作用に差がある溶液のことである。
非理想的溶液は、分子間力の強さを判定することで認識することができる。
非理想的溶液の特性は、溶媒-溶媒、溶媒-溶質、溶質-溶質の相互作用に依存すると考えられる。
溶媒-溶質間の相互作用が他の2種類の相互作用より高ければ、溶質はその溶媒によく溶けていることになる。
その結果得られる混合物は、非理想的溶液となる。
しかし、高濃度の希薄溶液は、非理想的溶液の挙動よりも理想的溶液の挙動を示す。
これは、希薄溶液では溶質分子の量が少ないため、溶質分子間の引力が小さくなるためです。
しかし、濃厚溶液では、溶質分子の量が多いので、溶質分子間の相互作用が強くなります。
そして、溶質分子間の相互作用が強くなる。
濃厚溶液は非理想的な溶液挙動を示す。
溶質と溶媒の混合エンタルピーの変化は、より高い値です。
これは、溶質と溶媒の初期エンタルピーが、最終溶液のエンタルピーより非常に高いか、非常に低いことを意味します。
図2:理想溶液と非理想溶液に対するラウールの法則の適用方法
上の図はラウールの逸脱圧力図です。
図に示すように、理想溶液から負の偏差を示す溶液と、正の偏差を示す溶液の2種類の非理想溶液が存在することがわかります。
負の偏差は、溶質分子が溶媒分子に引き寄せられるよりも、互いに引き寄せられる方が大きい場合に起こります。
正の偏差は、溶質と溶媒の引力が類似分子間の引力より大きい場合に起こる。
理想的な溶液と非理想的な溶液の違い
定義
理想的な溶液。
理想溶液とは、分子間の相互作用が溶液中のすべての分子間で同一である溶液。
非理想的溶液。
非理想的溶液とは、溶液中の異なる成分の分子間の相互作用に違いがある溶液のことである。
相互作用の種類
理想的な溶液。
理想溶液は、全成分の分子間に同一の相互作用があります。
非理想的溶液。
非理想的溶液は、溶媒-溶媒、溶媒-溶質、溶質-溶質の相互作用があります。
エンタルピー
理想的な溶液。
理想溶液が形成されるときのエンタルピーの変化は、ゼロまたはほぼゼロです。
非理想解。
非理想的溶液が形成されるときのエンタルピーの変化は、正または負の値です。
リアルソリューション
理想溶液。
高濃度の希薄溶液は理想溶液として振る舞うことができる。
非理想解。
濃厚な溶液は非理想解として振る舞う。
結論
理想気体は存在しないが、理想溶液は現実に存在する可能性がある。
高濃度に希釈された溶液も、溶質分子と溶媒分子の相互作用が少ないため、理想溶液のように振る舞います。
理想溶液と非理想溶液の大きな違いは、理想溶液ではすべての分子間の分子間相互作用が同じであるのに対し、非理想溶液では溶質分子と溶媒分子間の分子間相互作用が互いに異なっていることである。