Termodinamica De Soluciones

Potencial Químico

El potencial químico de un sistema termodinámico es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, manteniendo la entropía y el volumen 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 departículas de esa especie se incrementa en una unidad. El potencial químico es un parámetro fundamental en termodinámica y se asocia a la cantidad de materia. La aplicación más importante del potencial químico μ es la de permitir predecir si el cambio de sustancias sucede espontáneamente o no.
Más simplemente, el potencial químico también se define como la tendencia de un componente a escapar deuna determinada fase, así, si el potencial químico es alto, el componente tenderá a salir lo más rápido posible de la fase en que se encuentra y al contrario, si es bajo, tenderá a permanecer en ella.
Gibbs definió el potencial μ de una sustancia mediante una regla formal la cual en forma moderna se manifiesta en muchos libros de texto de físicoquímica mediante la fórmula:en donde ni representa la cantidad de sustancia en cuestión, nj es la cantidad de cada
participante en la mezcla, G es la energía, P la presión y la T es la temperatura de la muestra, la cual por simplicidad aquí se considera homogénea, sin peso y en reposo.

Características fundamentales del potencial químico:
• La tendencia de una sustancia a
- reaccionar con otras sustancias,
-transformarse en otro estado,
- redistribuirse espacialmente,
puede ser expresada por una única cantidad – su potencial químico μ –.
• La magnitud de ésta tendencia, es decir el valor numérico de μ, puede variar y es
determinado por
- el tipo de sustancia, así como por
- el medio en el cual se encuentra,
pero no por el tipo de participantes en la reaccion, ni por los productos queresulten.
• Una reacción, transformación, redistribución, etc. puede darse espontáneamente, cuando la
tendencia hacia el proceso, sea más pronunciada en el estado inicial, que en el final.

Propiedades parciales
Las propiedades molares parciales se usan en mezclas para indicar la no aditividad de las propiedades extensivas de las mismas, es decir, la propiedad de la mezcla no es igual a la suma dela propiedad de los componentes puros por separado. Por ejemplo el volumen molar de una mezcla binaria no es la suma de los volúmenes molares de los componentes puros.
Matemáticamente las magnitudes molares parciales son funciones homogéneas de grado cero, es decir, no dependen de la cantidad de sustancia, por tanto variables intensivas.
Para el cálculo de la propiedad molar de una mezclausamos la siguiente ecuación general a partir de las magnitudes molares parciales:
(a P y T constantes)

Una propiedad molar parcial muy importante es la energía de Gibbs molar parcial o potencial químico.
La definición matemática de estas magnitudes les da todas las características de las propiedades de las especies individuales, tal como existen en solución. Por ejemplo, en una solución líquidade etanol y agua se habla del volumen molar parcial del etanol y del volumen molar parcial del agua en la solución, y sus valores son diferentes, en general, de los volúmenes molares de etanol puro y de agua pura a la misma temperatura y presión.
Una propiedad parcial, de importancia fundamental debido a su aplicación en equilibrios de fase y de reacción química, es el potencial químico. Tambiénson útiles las relaciones de las propiedades válidas para mezclas de gases ideales, las cuales conducen al desarrollo de los conceptos de fugacidad y de solución ideal.

Principales propiedades parciales:
● Volumen Molar Parcial
● Entalpía Molar Parcial
● Energía Molar Parcial
● Entropía Molar Parcial
● Energía libre de gibbs molar parcial
● Energía libre de Helmhotz molar parcial...