拉午耳定律與揮發性溶質溶液的蒸氣壓：核心公式與觀念總整理｜莫斯利

在高中選修化學的溶液章節中，「拉午耳定律 (Raoult's Law)」與「揮發性溶質之溶液蒸氣壓」是容易混淆且常考的計算題型。當溶質本身也會揮發（例如酒精與水混合）時，溶液的蒸氣壓該怎麼計算？本篇為您精華整理大考必備的觀念與公式！

一、 拉午耳定律的核心定義

• 適用對象：適用於理想溶液 (Ideal Solution)。

  
  

• 基本內容：

  
  

  • 在定溫下，含有揮發性溶質的溶液中，各成分氣體的分壓，等於該純物質的蒸氣壓乘以其在溶液中的莫耳分率 (Mole Fraction)。

    
    

二、 揮發性溶質溶液的蒸氣壓計算（雙揮發性系統）

假設系統中有兩種揮發性成分 A 與 B：

• 成分 A 的分壓公式：

  
  

  • P_A = P_A° × X_A

    
    

  • （其中 P_A 為溶液中 A 的分壓，P_A° 為純 A 在同溫下的飽和蒸氣壓，X_A 為 A 在液相中的莫耳分率）

    
    

• 成分 B 的分壓公式：

  
  

  • P_B = P_B° × X_B

    
    

• 溶液的總蒸氣壓 (P_總)：

  
  

  • P_總 = P_A + P_B = (P_A° × X_A) + (P_B° × X_B)

    
    

三、 氣相組成與液相組成的差異（道耳吞分壓定律的應用）

在氣液平衡系統中，蒸氣（氣相）中的組成與液體（液相）中的組成通常不相同：

• 氣相中各成分的莫耳分率 (Y_A)：

  
  

  • 根據道耳吞分壓定律，氣體在氣相中的莫耳分率等於其分壓除以總壓：

    
    

  • Y_A = P_A / P_總 = (P_A° × X_A) / P_總

    
    

• 核心規律：

  
  

  • 揮發度較大（飽和蒸氣壓 P° 較高）的物質，在氣相中的莫耳分率 (Y) 會大於其在液相中的莫耳分率 (X)。

    
    

四、 理想溶液的圖形特徵 (P - X 關係圖)

• 總蒸氣壓直線：

  
  

  • 以總蒸氣壓 (P_總) 對液相莫耳分率 (X_A) 作圖，會得到一條連接 P_A° 與 P_B° 的直線。

    
    

  • 這代表理想溶液中，總蒸氣壓與溶液組成呈現線性關係。

💡 莫斯利重點整理：解題核心心法

• 分壓代入拉午耳，總壓相加分壓和：計算揮發性溶質溶液時，先分別用 P° × X 算出各成分的分壓，再相加得到總壓。

  
  

• 分清液相(X)與氣相(Y)：題目若給予「溶液中」的莫耳分率要用 X 代入拉午耳定律；若問「蒸氣中（平衡氣體中）」的組成，則必須透過分壓除以總壓 (P_分 / P_總) 來求解！