Перший закон Рауля

Над кожною рідиною (розчинником або розчином) встановлюється певний тиск пари, що насичує простір. Це тиск характеризує стан рівноваги між рідкою фазою і перебуває над нею молекулами розчинника.

Розглянемо розчини нелетких речовин, такі, над якими тиск пари обумовлено певною концентрацією молекул розчинника, а концентрація молекул розчиненої речовини практично дорівнює нулю або має мізерно малу величину, якою можна знехтувати. Тиск пари над такими розчинами менше, ніж тиск пари над чистими розчинниками при тій же температурі.

Поверхня розчину, на відміну від поверхні чистого розчинника, частково зайнята молекулами нелеткої розчиненої речовини. Це призводить до зменшення числа молекул розчинника, що випаровуються за одиницю часу. Слід також враховувати сили сольватного впливу між молекулами розчинника і розчиненої речовини, які можуть бути міцніші сил сполучення молекул розчинника один з одним.

Таким чином, додавання до розчинника будь-якої розчинної у ньому нелеткої речовини та утворення розчину викликає порушення стану рівноваги між розчинником і його насиченою парою і встановлення нової рівноваги, при якій тиск пари розчину буде дещо менше тиску пари розчинника при тій же температурі.

Якщо позначити тиск пари розчинника через p₀, тиск пари розчину через p, то різниця p₀ - p = p показує величину зниження тиску пари. Відношення цієї різниці до тиску пари розчинника показувє відносне зниження тиску пари розчинника

або .

Згідно Першому законом Рауля відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином дорівнює мольної частці розчиненої речовини:

або ,

де n₂ і n₁ - кількості розчиненої речовини і розчинника, відповідно.

Після деяких перетворень закон Рауля можна записати і таким чином

і .

Другий закон Рауля

Поряд зі зниженням тиску пари змінюються також температури кипіння і замерзання зазначених розчинів. Розчини киплять при більш високій температурі, а замерзають - при більш низькій, порівняно з відповідними температурами для чистого розчинника.

При кипінні тиск пари рідини стає рівним зовнішньому тиску. Через пониження тиску пари розчину його треба нагріти до більш високої температури, ніж розчинник, щоб тиск його пари досяг зовнішнього тиску і розчин міг закипіти.

Для виділення кристалів льоду з розчину останній повинен бути охолоджений до деякої температури, що лежить нижче температури замерзання води.

Таким чином, при розчиненні у воді речовини межі рідкого стану розчину розширені порівняно з розчинником на число градусів, рівне сумі підвищення температури кипіння розчину t_кип. і пониження його температури замерзання t_зам .. Значення величин t_кип. і  t_зам пропорційні моляльності розчину. Одномоляльні розчини різних речовин (неелектролітів) характеризуються певною для даного розчинника величиною підвищення температури кипіння і, відповідно, зниження температури замерзання.

Підвищення температури кипіння одномоляльного розчину називається ебуліоскопічною сталою розчинника Екип, а зниження температури замерзання - кріоскопічною сталою розчинника Езам. Таким чином, у відповідності з другим законом Рауля підвищення температури кипіння або зниження температури замерзання розведених розчинів неелектролітів пропорційні числу частинок розчиненої речовини і не залежать від їхо природи:

t_кип = Е_кип · m,

t_зам = Е_зам · m;

де Екіп і Езам - коефіцієнти пропорційності, відповідно – ебуліоскопічна і кріоскопічна константи, що залежать тільки від природи розчинника. Для води Езам = 1,86; Екіп = 0,516;

m - моляльність розчину.

Для випадку, коли g г неелектроліту, молярна маса якого М, розчинені в А г розчинника можна записати:

і ;

З цього виразу видно, що відповідно з фізичним змістом ембуліоскопічної і кріоскопічної констант

t_кип = Е_кип. і t_зам. = Е_зам, коли g = М і А = 1000 г.