Equilibro quimico y mezclas de gases reales

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IV.5.- Fugacidad (f) y coeficiente de fugacidad (gases reales)
La simplicidad de la expresión del potencial químico ha llevado a la definición del concepto de la fugacidad (o tendencia t d i allescape) para gases reales ) l μ = μ ° + RT ln f En un líquido puro, el vapor generado tiene la misma composición que el líquido. En una mezcla, la composición del vapor no es la misma que para el líquidoEl vapor será rico en componentes cuyas moléculas posean una líquido. mayor tendencia al escape de la fase líquida. Esta tendencia es medida por la fugacidad. g p p q p j La fugacidad de uncomponente en una mezcla se relaciona con la presión que el componente ejerce en la fase vapor, cuando el vapor está en equilibrio con la mezcla líquida.

IV.5.1.- Variación del potencial químico de un gas,μ en función de la presión

Fuerzas de repulsión dominan

Fuerzas de atracción dominan Gas perfecto

P

IV.5.2.- Expresión de la fugacidad en función de parámetros medibles
Partiendo de lasecuación fundamental: dG = VdP -SdT Dividiendo por n y a T = cte.
dμ = Vm dP

Para un gas ideal: ⇒ (1)
id dμ id = Vm dP

⇒ (2)

Restando (1) – (2):
μ

id d ( μ − μ id ) = (Vm − Vm )dP

μi∫ d (μ − μ

id

)=

P



id (Vm − Vm

)dP



(μ − μ ) − (μi −
id

μ iid

id ) = ∫ (Vm − Vm )dP Pi

P

Pi

Si Pi

0, las propiedades de un gas real se aproximan a lasde un gas ideal: μ i → μ iid
id ( μ − μ ) = ∫ (Vm − Vm )dP id 0 P

Dado que: μ id = μ ° + RT ln P q
μ = μ ° + RT ln f
id RT (ln f − ln P ) = ∫ (Vm − Vm )dP 0 P

1 P id ln f = ln P + ∫ (Vm − Vm)dP RT 0

⇒ (3)

En general la fugacidad puede relacionarse con la presión por :
γ = f (P,T) ⇒ coeficiente de fugacidad del gas estudiado

f =γ ⋅ P

ln γ =

1 RT

∫0

P⎛

RT ⎞ Vm − ⎜⎟dP P ⎠ ⎝

IV.6.- Equilibrio químico de una mezcla de gases reales (Kf) Partiendo de la ecuación:
μ = μ ° + RT ln f

Por el mismo razonamiento empleado para el cálculo de Kp se llega a:
c d...
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