11 Teorico 11 Soluciones Dra

04/09/2014

FISICOQUIMICA 2014

Entropía del universo (S)

TD
Criterios de espontaneidad

TEÓRICO 11

Energía libre del sistema (G)
Concentración en el equilibrio

5 de Septiembre

Potencial químico de los líquidos

Gases y Líquidos puros

Potencial químico

Mezclas y soluciones

(Energía libre molar)

Propiedades de las soluciones
Medicamentos
Fluídos y sistemas
biológicos

Dra. Mónica Galleanomgallean@ffyb.uba.ar

Potencial químico de los líquidos (1)
   o  RT ln

Potencial químico de los líquidos (2)
 A   Ao  RT ln pA

p
po

Líquido A puro (*) en equilibrio

 Ao   A*  RT ln pA*

 A*   Ao  RT ln pA*
Potencial químico de A líquido puro
Si hay un soluto en el líquido,
habrá un nuevo equilibrio

 A   Ao  RT ln pA
Potencial químico de A en una solución

Ley de RaoultA partir del potencial químico del
líquido puro, obtengo Ao y lo
reemplazo en la ecuación del
potencial químico de A en la solución

 A   A*  RT ln pA*  RT ln pA
 A   A*  RT ln

pA
*
pA

Aproximadamente igual a la
fracción molar (xA = nA/ntotales)

Ley de Raoult

 A   A*  RT ln x A

Desviaciones de la idealidad

•Una solución ideal es aquella que cumple con la Ley de
Raoult en todassus composiciones.
•Tanto soluto como solvente cumplen con la Ley de Raoult.
pA

pA
 xA
*
pA

pA  pA xA
*

y  mx

(m= pendiente)

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Soluciones diluidas ideales

Ley de Henry
En soluciones reales a bajas concentraciones el soluto se comporta de
acuerdo a otra ecuación que incluye una constante de
proporcionalidad empírica KB.

En soluciones diluidas ideales el solvente cumple laLey de Raoult y el
soluto cumple la Ley de Henry.

pB  K B xB

pB

y  mx

(m= pendiente)

pB  KBm m  molalidad 

KB

Cloroformo= soluto (x→0) Henry
Acetona= solvente (x→1) Raoult

Interpretación molecular del
comportamiento de las soluciones
diluidas ideales

Cloroformo= solvente (x→1) Raoult
Acetona= soluto (x→0) Henry

El concepto de actividad (1)
Aproximación química:
La actividad de unconcentración “efectiva”

ai   i xi

i

(coeficiente de actividad)

Aproximación termodinámica:
La actividad es una medida del potencial químico de un
componente de una solución (a T y P especificada).
Cuando aumenta la actividad, aumenta el potencial químico.

i  i o  RT ln ai

En una solución diluída:
•Moléculas de solvente: entorno similar al del líquido puro.
•Moléculas de soluto: entornomuy diferente.

El concepto de actividad (2)
i  i *  RT ln

pi
pi*

i  i *  RT ln xi

i  i *  RT ln ai

General

Estados estándar (1)
Componente

Base

Sólido o líquido

Ideal, cumple con Raoult
No ideal o real.

El uso de la actividad permite utilizar las ecuaciones
desarrolladas para soluciones ideales a soluciones que se
desvían de la idealidad.

Estado estándar

Actividad

Puroa=1

Límites

Solvente

Raoult

Solvente puro

a= p/p*=ɣx

ɣ→1 cuando x→1

Soluto

Henry

(1) Estado hipotético
del soluto puro

a= p/K=ɣx

ɣ→1 cuando x→0

(2) Estado hipotético
del soluto a 1 m
(molal)

a= p/K=ɣx

ɣ→1 cuando m→0

Se requiere una definición estricta del estado estándar para
poder definir de forma precisa el potencial químico.

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Actividad del solvente
Componente

BaseEstado estándar

Solvente

Raoult

Solvente puro

Actividad del soluto (1)

Actividad

Límites

a= p/p*=ɣx

ɣ→1 cuando x→1

Para el soluto, no podemos usar el potencial químico del
compuesto puro como estándar y debemos definir
nuevos estados estándar.

 A   A *  RT ln a A
 A   A *  RT ln  A x A
 A   A *  RT ln  A  RT ln x A
cuando x→1 el solvente se comporta como un líquido puro yɣ→1

 Ao   A *

Actividad del soluto (2)
Componente

Base

Soluto

Henry

B  B *  RT ln

Estado estándar
(1) Estado hipotético
del soluto puro

pB
pB*

Actividad
a= p/K=ɣx

Actividad del soluto (3)
Límites
ɣ→1 cuando x→0

Base

Estado estándar

Actividad

Soluto

Henry

(2) Estado hipotético
del soluto a 1 m
(molal)

a= p/K=ɣx

KB
 RT ln xB
pB*

Tanto KB como pB son características del...