Termodinamica

Termodinámica
1 Regla de las fases (Variables intensivas independientes).
Para describir el estado de equilibrio de un sistema de varias fases y diversas especies químicas deberemos conocer el número de variables intensivas independientes que definen el sistema. Para conocer este número se aplica la regla de las fases : L=C-F+2; donde L es número de variables intensivas independientes (gradosde libertad), C el número de componentes químicos del sistema, y F el número de fases presentes en el sistema
Cuando en el sistema pueden ocurrir una o varias reacciones químicas (r), entonces el número de variables intensivas independientes se reduce en el número de reacciones que ocurren y la regla de las fases se transforma en: L=C-F+2-r
Pero además si en el sistema existen relaciones debidasa la estequiometría o de conservación de la electroneutralidad del sistema, el número de variables  intensivas independientes se reduce en un número correspondiente a estas relaciones que llamaremos a. La regla de las fases con todas estas restricciones queda definida por la siguiente ecuación: L=C-F+2-r-a
2 Variables Extensivas Proporcionales
Variables extensivas e intensivas En termodinámica,una variable extensiva es una magnitud cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que describe. Esta magnitud puede ser expresada como suma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que formen el sistema original. Por ejemplo la masa y el volumen son variables extensivas.
Una variable intensiva es aquella cuyo valor no depende del tamaño ni la cantidad de materia del sistema. Esdecir, tiene el mismo valor para un sistema que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas del mismo. La temperatura y la presión son variables intensivas.

3 Cantidades Molares
4 Cantidades parciales Molares (Molales)
Si  es una propiedad extensiva (dependiente de la masa) de un sistema tal que
entonces
Si  se define como la propiedad parcial molar, donde:

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entoncesa  y  constantes
y al integrar se tiene

(63)
Entonces para una solución binaria, se deduce que

(64)
la cual es una forma de la ecuación de Gibbs-Duhem. Si se especifica  en () como 1kg del componente j-ésimo, se dice entonces que  es la cantidad parcial molal.
5 Equilibrio Homogéneo
Empecemos por mencionar que el equilibrio químico de clase homogénea, esta dada por un sistema en donde lasespecies se encuentran en el mismo estado de agregación, miremos por ejemplo la siguiente ilustración
 
 
 
Como lo habíamos dicho conservan el mismo estado de agregación, a continuación definiremos tanto la k en función de las concentraciones como en función de las presiones parciales.
 
 
 
Para casos generales podemos tomar la siguiente reacción:
 
 
 
Podemos tener un factor deconversión para trasformar la k en función de la concentración a la k en función de las presiones parciales.
 
Siendo , la diferencia entre las moles del producto y reactivos.
 
 Ejemplo 8. Las concentraciones en equilibrio para la reacción de monóxido de carbono y cloro para formar COCL2 (g) a 74 °C son:
 [CO] = 0.012M, y [COCL2] = 0.14M
 
Calcular las constantes Kc y Kp.
 
La reacción quedebe darse es: CO + Cl2 → COCl2

 Para esta reacción el valor de Δ n es -1 ya que hay una mol de producto y dos moles de reactivo en la mezcla.

El valor de Kc es = [0.14]/(0.012 x 2.33) = 5 l/mol
El valor de Kp = Kc (R T) Δn = 1.768 x 10-3 1/atm

6 Equilibrio Inomogéneo (heterogéneo)
El equilibrio heterogéneo nos indica que en la reacción hay distintas fases por lo que debe hacerse untratamiento un poco diferente ya que las especies puras que están en estado líquido y solido no se incluyen dentro de la expresión de la constante de equilibrio, cuando un disolvente participa en el equilibrio, su concentración también se excluye de la expresión de la constante. En cambio las presiones parciales de los gases y las concentraciones molares de una disolución si se incluyen en la...