quimica

EQUILIBRIO QUÍMICO E IÓNICO
EXAMEN ORDINARIO
SEMESTRE: AGO-DIC 2013
PROFESOR DE LA MATERIA: M.C.I. MARÍA LUCRECIA DÍAZ FLORES
CIENCIAS QUÍMICAS E INGENIERÍA
1
NOMBRE: _____________________________________________________FECHA:_____________
1. Explica que es el potencial químico y la regla de las fases
2. Que aplicaciones tiene la ecuación de Clausius-Claypeyron
3. Explica que es lacapacidad calorífica de fases condensadas volátiles y que aplicaciones tiene en la industria de la transformación.
4. Explica la tercera ley de la termodinámica y su relación con la entropía
5. Explica la aplicación industrial del estudio de equilibrio de fase-liquido, líquido-vapor y sólido-líquido.
6. Explica que es la formación de soluciones electrolíticas.
7. ¿Qué es un agregado en soluciónelectrolítica?
8. ¿Cuál es el coeficientes de actividad por la medición de la disminución en el punto de
solidificación?
9. Explica cual es la importancia de conocer el potencial químico de las reacciones químicas en la industria.
10. Explica según tu punto de vista la aplicación de cálculos de equilibrio químico e iónico en los procesos unitarios.





Respuestas:
1.- El potencialquímico de un sistema termodinámico es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, con la entropía y el volumen mantenidos constantes. Si un sistema contiene más de una especie de partículas, hay un potencial químico diferente asociado a cada especie, definido como el cambio en energía cuando el número de partículas de esa especie se incrementaen una unidad. El potencial químico es un parámetro fundamental en termodinámica y se asocia a la cantidad de materia. 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 nocomposicionales (por ejemplo; presión o temperatura). Esta regla establece la relación entre esos 4 números enteros dada por:

La regla de las fases de Gibbs fue derivada de los principios de la termodinámica por Josiah Willard Gibbs hacia 1870.
Las variables (intensivas) necesarias para describir el sistema son la presión (+1), la temperatura (+1) y las fracciones molares relativas de los componentes encada fase (+F(C-1)) de cada uno de los componentes de cada fase, eso nos da un número máximo de grados de libertad m = F(C-1)+2 para un sistema cualquiera.
La condición termodinámica importante es que en equilibrio termodinámico el cambio de la energía libre de Gibbs cuando se producen pequeñas transferencias de masa entre las fases es cero. Esa condición equivale a que el potencial químico decada componentes sea el mismo en todas las fases, eso impone r = C(F-1) restricciones o ecuaciones más para un sistema en equilibrio.
La regla de Gibbs para el equilibrio afirma precisamente que L = m - r = C - F +2. A patir de esta ecuación se puede despejar cualquier término de la igualdad.
2.- La ecuación Clausius-Clapeyron es una forma de caracterizar el cambio de fases entre un líquido yel sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius Clapeyron da la pendiente de dicha curva. Matemáticamente se puede expresar como:

Consideraciones: 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 mismosucede 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 que sufren estos componentes al fundirse, en estos casos la pendiente de la línea de equilibrio sólido-líquido será negativa....