При повышении температуры согласно принципа Ле-Шателье равновесие смещается в сторону эндотермического процесса испарения. В результате чего количество молекул жидкости над ее поверхностью начнет увеличиваться. Это приведет к возрастанию давления насыщенного пара, когда система снова придет в равновесие.
Если растворить небольшое количество какого-нибудь нелетучего вещества[*] (молекулы которого не могут переходить в газовую фазу) концентрация свободных молекул растворителя в верхнем слое жидкости уменьшится, т.к. часть мест там займут частицы растворенного вещества. Они к тому же будут удерживать вокруг себя (связывать) ближайшие молекулы растворителя, формируя из них сольватные оболочки.
В этом случае равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром устанавливается при более низком давлении (р) по сравнению с давлением насыщенного пара над чистым растворителем (р0).
Опытным путем было установлено, что для растворов понижение давления насыщенного пара растворителя (р0 – р = Dр) не зависит от природы растворенного вещества, а определяется только его концентрацией.
Французский физик Франсуа Рауль установил математическую зависимость между р и мольной долей растворителя, которая называется законом Рауля:
р = р0c2,
где c2 – мольная доля растворителя в раствор.
Франсуа Мари Рауль (1830 – 1901) – французский химик и физик, член-корреспондент Парижской АН (1890). С 1867 работал в Гренобльском университете (профессор с 1870). Член-корреспондент Петербургской АН (1899). Исследуя в 1882–1888 понижение температуры кристаллизации, а также понижение давления пара (или повышение температуры кипения) растворителя при введении в него растворённого вещества, открыл закон Рауля, применяемый для определения молекулярных масс веществ в растворённом состоянии.
Часто закон Рауля математически записывают по-другому:
или ,
где – относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором; c1 – мольная доля растворенного вещества; n1 – химическое количество (моль) растворенного вещества; n2 – химическое количество растворителя.
В этом случае его формулировка звучит несколько иначе: