ラウールの法則とドルトンの法則の主な違いは、ラウールの法則が固体や液体の蒸気圧を扱うのに対し、ドルトンの法則は非反応性気体の分圧を扱う点である。

ラウールの法則とドルトンの法則は、気体状態での分圧を説明する化学の重要な法則である。ラウールの法則は、溶質の濃度を変化させたときの溶液の蒸気の分圧の振る舞いを記述したものです。これに対して、ドルトンの法則は、同じ容器内で反応しない気体の挙動を記述するものである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ラウルの法則とは 3. ダルトンの法則とは 4. 横並び比較 - ラウルの法則とダルトンの法則を表形式で 6. まとめ

ラウール法は何ですか？

ラウールの法則とは、溶液の上にある溶媒の蒸気圧は、同じ温度での純粋な溶媒の蒸気圧に等しく、溶液中の溶媒のモル分率でスケーリングされる、というものです。この関係を数学的にあげると、次のようになる。

溶液＝X溶媒、正溶媒

ここで、Psoltuionは溶液の蒸気圧、Xsolventは溶媒のモル分率、Posolventは純溶媒の蒸気圧である。この法則は、1880年にフランスの化学者フランソワ・マリー・ラウールによって定式化された。彼は、溶液に溶質を加えると、溶液の蒸気圧が徐々に減少することを発見した。しかし、この観測は、溶解した溶質のモル分率と純粋な溶媒の蒸気圧という2つの変数に依存している。

図01：ラウールの法則に従った二元系水溶液の蒸気圧

ある固体または液体の圧力において、その物質の蒸気がその物質の固体または液体と平衡になる圧力が存在する。この温度で、物質の上にかかる圧力を蒸気圧と呼ぶことにする。さらに、この平衡点では、固体または液体の物質の蒸発速度は、固体または液体の形の蒸気に戻る凝縮速度と等しくなる。このように、ラオールの法則の基本的な理論は、このようなものです。ただし、ラウールの法則は理想的な溶液に適用される。しかし、非常に希薄な状態の溶媒にも有効である。現実の物質（非理想的物質）では、蒸気圧の低下はラウールの法則に従って計算した値よりも実際には大きくなるのです。

ドルトンの法則は何ですか？

ダルトンの法則では、反応しない気体の混合物の全圧は、各気体の分圧の和に等しいとされています。この法則は、1802年にジョン・ダルトンによって定式化された。この法則を数学的にあげると次のようになる。

Ptotal=π

ここで、Ptotalは混合ガスの全圧、Piは各ガスの分圧である。

図02：ドルトンの法則

例えば、3成分を含む非反応性混合ガスがあった場合、次のような関係が書けます。

Ptotal=P1+P2+P3

ラウールの法則とドルトンの法則の違い

ラウールの法則とドルトンの法則は、気体状態での分圧を説明する化学の重要な法則である。ラウールの法則とドルトンの法則の主な違いは、ラウールの法則が固体や液体の蒸気圧を扱うのに対し、ドルトンの法則は非反応ガスの分圧を扱う点である。すなわち、ラウールの法則は、溶液の上の溶媒の蒸気圧は、同じ温度での純粋な溶媒の蒸気圧に等しく、溶液中の溶媒のモル分率でスケーリングされることを述べている。同時に、ダルトンの法則では、反応性のない気体の混合物の全圧は、各気体の分圧の和に等しいとされている。ラウールの法則を数学的に表現すると、Psolution = X solventとなる。正溶媒に対するドルトンの法則の数式は、Ptotal=Piです。

概要 - ラウールの法則 vs. ドルトンの法則

ラウールの法則とドルトンの法則は、気体状態での分圧を説明する化学の重要な法則である。しかし、ラウールの法則とドルトンの法則の決定的な違いは、ラウールの法則が固体や液体の蒸気圧を扱うのに対し、ドルトンの法則は非反応気体の分圧を扱う点である。

引用

1Hermannstein, Anne-Marie."ラウールの化学法則の定義" ThoughtCo, January 9, 2019, available here.