Equilibrios termodinamicos

PROPIEDADES MOLARES PARCIALES

Las propiedades de equilibrio de las disoluciones se describen mediante funciones de estado tales como P, T, U, S, G y H. El problema básico de la teoría termodinámica de disoluciones es conocer cómo dependen estas funciones de la composición de las mismas.

Para una solución ideal donde M representa cualquier propiedad molar de la mezcla y xi la fracciónmolar del componente i. Las observaciones experimentales muestran que por lo que significa que hay un efecto de mezclado. Lo cual se debe a las características de las sustancias, sobre todo de aspectos como la solubilidad y el efecto calorífico.
La respuesta termodinámica a estas observaciones es:

a)ΔH de solución, calor de solución (- exotérmico, + endotérmico)
ΔH de mezclado, calor de mezcladob)Propiedad molar parcial

Cualquier propiedad termodinámica (M) experimentalmente prefiere evaluarse a T y P constantes, de esta forma su variación solo dependerá del cambio en el número de moles de los componentes

En general, el teorema de Gibbs es el resumen del comportamiento de una propiedad parcial, el cual será enunciado a continuación:

“Una propiedad molar parcial (diferente alvolumen) de una especie constituyente en una mezcla de gases ideales es igual a la propiedad molar correspondiente de la especie como un gas puro a la temperatura de la mezcla, pero a una presión igual a su presión parcial en la mezcla.”

VOLUMEN MOLAR PARCIAL

Consideremos una disolución que contiene na moles de ‘a’ y nb moles de ‘b’. Supongamos que el volumen V de la disolución es tangrande que la adición de un mol de ‘a’ o de ‘b’ no cambia la concentración en forma apreciable. Añadimos entonces, a temperatura y presión constante, un mol de ‘a’ a esta gran cantidad de disolución y medimos el incremento de volumen resultante. Este incremento de volumen por mol de ’a’ se llama volumen molar parcial de "a" a la presión, temperatura y composición dadas. Se escribe:

Una razón paraintroducir esta función es que el volumen de una disolución no es simplemente la suma de los volúmenes de los componentes individuales. Sin embargo, los volúmenes molares parciales sí son aditivos. En efecto, a temperatura y presión constante, el volumen de la disolución es una función homogénea de primer grado en na y nb:
V = V(na, nb).

MÉTODO DE LOS INTERCEPTOS O DE LAS TANGENTES
(MEZCLABINARIA).

En el caso de la representació, el método utilizado es el de las intersecciones que debe demostrarse en una de las cuestiones propuestas.






= Volumen molar del componente puro (1).
= Volumen molar del componente puro (2).
= Volumen molar del componente (1) en solución cuandox = a.
= Volumen molar del componente (2) en solución cuando x = a.

Si se dibuja la tangente a esta curva en un punto de composición b, de las intersecciones de esta tangente con los ejes wa = 1 y wb = 1 obtenemos los volúmenes específicos parciales, ve,a y ve,b, respectivamente, tomando en cuenta que w representa la fracción peso de cada componente.


2.2 EQUILIBRIO LÍQUIDO – VAPOR2.2.1 Mezclas Binarias Vapor – Líquido
Cuando se analizan mezclas binarias mantenemos, típicamente un parámetro constante. Por ejemplo, podemos fijar la composición del vapor o del líquido y mostrar la conducta presión – temperatura del punto de rocío o del punto de burbuja, respectivamente, pero en muchas aplicaciones prácticas lo más común es que se lleven a cabo ya sea a temperatura constante opresión constante y pueden describirse adecuadamente por diagramas, tales como los que se muestran a continuación.

Fig. 3.1.1 Diagramas temperatura – composición y presión – composición de mezclas binarias

Los puntos A, B, C y D representan la conducta de los componentes puros; las líneas horizontales entre las líneas de equilibrio de vapor y líquido conectan composiciones en equilibrio...