Regla De Las Fases

UNIVERSIDAD DE SONORA

Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia

Lic. En Ingeniería Química
Equilibrio Químico

Regla de las fases

Nombre del Maestro:
Víctor Sánchez
-
Nombre del Alumno:
Enrique Ariel Durán García
Número de Expediente:
211211473
Hermosillo, Sonora. Día 25 de noviembre de 2013.
Regla de las fases – Capitulo 10
Hasta el momento sehan considerado distintos tipos de equilibrios heterogéneos los cuales han sido estudiados con métodos adecuados a cada tipo particular de equilibrio, sin embargo, es posible tratar todos los equilibrios heterogéneos de un punto de vista unificado por medio del principio conocido como regla de las fases, con este principio el nuero de variables al que se encuentra sometido un equilibrio heterogéneoqueda definido bajo ciertas condiciones definidas. La regla de las fases fija el número de variables involucrado en el equilibrio, pero las relaciones cuantitativas entre ellas deben establecerse mediante expresiones como la ecuación de clapeyron, clausius – clapeyron, la de raoult, Henry, la de las constantes de equilibrio, y la de distribución.
Definiciones:
- Equilibrio verdadero: se diceque se alcanza un estado de equilibrio verdadero cuando puede obtenerse en cualquier dirección. Termodinámicamente aquel se logra cuando el contenido de energía libre del sistema se encuentra en un mínimo. Por ejemplo con el hielo y agua a 1 ATM de presión y 0º C.
- Equilibrio metaestable: se logra solo en una dirección y se mantiene si el sistema no se somete a una variación repentina, agitacióno se agrega una fase sólida.
- Equilibrio inestable: se dice que existe cuando la aproximación al equilibrio es tan lenta que el sistema no parece llevar a cabo cambio alguno con el tiempo.
- Número de componentes: es el menor número de variables independientes en función de cuyas formulas se pueden escribir ecuaciones que expresan la composición de cada fase presente. La cantidad deseada aquíes el número mínimo y no importa que constituyente se elige para expresar dichas composiciones. En el sistema “agua” las fases presentes son hielo, agua líquida y vapor. En este ejemplo el constituyente es el agua y de aquí que este sea un sistema de un solo componente.
- Grados de libertad o variancia de un sistema: esto significa el número mínimo de variables independientes como la presión,temperatura y concentración que deben especificarse a fin de definir completamente las variables restantes del sistema.
Regla de las fases de Gibbs
J. Willard Gibbs estableció por primera vez que una relación fija entre el número de grados de libertad, de componentes y de fases presentes. La regla de las fases es un principio muy general y su validez no depende de la constitución atómica omolecular en consideración.
La expresión matemática es la siguiente: f=c-p+2 donde f es el numero de grados de libertad del sistema, c es el número de componentes y p es el numero de fases.
Antes de proceder a discutir algunos sistemas y la aplicación de la regla de las fases en estos es conveniente clasificar los sistemas por su número de componentes.
Sistemas de un solo componente:
La complejidadde los sistemas de un componente depende del número de fases sólidas presentes en el sistema. El caso mas simple es aquel en que existe una sola fase sólida presente. Cuando hay mas de una, el numero de equilibrios posibles se incrementa considerablemente, y de aquí el diagramade fases se vuelve más complicado.



En el sistema de agua, por encima de -20ºC y debajo de 2000 atm de presión haysolo una fase en el sistema, esto es hielo, esta fase sólida, el agua líquida, y el vapor constituyen las tres posibilidades del sistema, las cuales pueden estar involucradas en tres equilibrios de dos fases que son: liquido –vapor, sólido – vapor, sólido –liquido y un equilibrio trifásico, sólido- liquido – vapor. Al aplicar la regla de las fases al sistema cuando solo hay una presente vemos...