Cuestionario previo ekilibrio de fases

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Cuestionario previo
Equilibrio entre fases
1.- Expresar la regla de las fases de Gibbs, y explicar qué información proporciona en la construcción del diagrama de fases.
En química y termodinámica, la regla de las fases de Gibbs describe el número de grados de libertad (L) en un sistema cerrado en equilibrio, en términos del número de fases separadas (F), el número de componentes químicos (C)del sistema y N el número de variables no composicionales (por ejemplo; presión o temperatura). Esta regla establece la relación entre esos 4 números enteros dada por:

2.- Definir los conceptos de componente, fase y grado de libertad.
Componente: especies químicamente independientes para describir la composición de cada fase del sistema.
Fase: partes macroscópicas de una composición química ypropiedades físicas homogéneas que forman un sistema.
Grado de libertad: número de restricciones o número de variables independientes para describir un sistema.

3.- Escribir las ecuaciones de Clapeyron y Clausius-Clapeyron, indicar el significado de los términos que aparecen en ellas y explicar en qué casos de equilibrio de fases se aplica cada una.

Ecuación de clapeyron
La ecuación deClapeyron permite calcular la pendiente de una línea de equilibrio entre dos fases en el diagrama de fases P-T de un sistema de un componente.
Deducción
Consideremos un punto cualquiera sobre una línea de equilibrio entre dos las fases, que llamaremos α y β. La condición para que exista equilibrio de fases es que: , pero para una sustancia pura , por tanto en un punto sobre la curva deequilibrio de dos fases , y cualquier variación infinitesimal que suponga un desplazamiento sobre la curva de equilibrio implica que . O lo que es lo mismo, , y reagrupando términos .
Por otra parte si se considera que en un cambio de fase reversible a T y P constantes , se tiene que
| Ecuación de Clapeyron |
Consideraciones sobre la ecuación de Clapeyron:
* En un cambio de fase líquido-vapor,tanto ΔH como ΔV son positivos, por tanto la pendiente de la línea de equilibrio líquido-vapor es positiva. Lo mismo sucede con la línea sólido-vapor.
* En un cambio de fase sólido-líquido, ΔH es positivo y en general ΔV también, por lo tanto la pendiente de esta línea también será positiva. Existen sin embargo algunas excepciones como el H2O, Ga o Bi debido a una disminución de volumen quesufren estos componentes al fundirse, en estos casos la pendiente de la línea de equilibrio sólido-líquido será negativa.
* En el cambio de fase sólido-líquido ΔV es mucho menor que en los cambios de fase sólido-gas o líquido-gas. Por esta razón la pendiente en el primer caso es mucho mayor que en los últimos.
Ecuación de clausius-clapeyron
* En estos dos casos el V molar del gas es muchomayor que el del líquido o que el del sólido por lo que puede hacerse la aproximación
Si además se hace la suposición de que el gas se comporta como gas ideal, la ecuación de Clapeyron se transforma en:

Esta ecuación se suele expresar como llamada ecuación de Clausius Clapeyron
Si el rango de temperatura analizado es pequeño, se puede suponer que ΔH es constante a lo largo de la línea deequilibrio, y por tanto:
ec. de Clausius-Clapeyron integrada
La ecuación de Clasius-Clapeyron sólo es aplicable para obtener la presión de vapor de un sólido o un líquido a una cierta temperatura, conocido otro punto de equilibrio entre las fases. Esto es así porque para llegar a esta expresión desde la ec. de Clapeyron se hace la aproximación de despreciar el volumen molar del sólido o del líquidofrente al del gas, que además se supone de comportamiento ideal.
 4.- Explicar qué representa el punto triple en un diagrama de fases. Proporcionar dos ejemplos
Es aquel en el que coexisten en equilibrio el estado sólido, líquido y gaseoso de una sustancia, y se define con una temperatura y una presión

5.- Definir los términos siguientes: temperatura de fusión, temperatura de ebullición,...
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