Termodinamica De Soluciones

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA
NÚCLEO FALCÓN – EXTENSIÓN PUNTO FIJO












Ingeniería Petroquímica “A”
Azuaje Dayana, 19.946.430
Colina Ronnie, 20.553.881
Marín Candyner, 19.647.917
Mavo José, 20.552.044
Punto Fijo, julio de 2011
1. Relación fundamental para laevaluación de propiedades
La ecuación que se presenta a continuación expresa la relación básica que asocia la energía de Gibbs con la temperatura y la presión en cualquier sistema cerrado:
d(nG) = (nV)dP - (nS)dT
Se aplica esta ecuación al caso de un fluid0 en una sola fase que no experimenta ninguna reacción química. Este sistema cerrado es, entonces, de composición constante, y se puede escribir deinmediato que

En donde el subíndice n indica que el número de moles de todas las especies químicas se mantiene constante. Ahora se puede tratar el caso más general de un sistema abierto de una sola fase que puede intercambiar materia con el ambiente que lo rodea. La energía total de Gibbs nG es aún una función de T y P. Dado que el material puede ser tomado de o añadido al sistema, ahora nGes también una función del número de moles de las especies químicas existentes. Así
nG = g(P,T,n1 n2, . . . , ni, . . . )
En donde las ni son el número de moles de las especies. El diferencial total de nG es

En donde la suma se da sobre todas las especies existentes, y el subíndice nj indica que todos los números de moles, excepto el iésimo, se mantienen constantes. Como se muestra arriba,se puede remplazar las dos primeras derivadas parciales por (nV) y –(nS)




La derivada de nG con respecto al número de moles de las especies i tiene una significación especial, y se le dan su símbolo y nombre propios. Así, se define el potencial químico de la especie i en la mezcla como




La siguiente ecuación es la relación de propiedades fundamentales para los sistemas de fluidosde una sola fase, de masa y composición constante o variable; es la ecuación fundamental sobre la cual se construye la estructura de la termodinámica de las soluciones. Se puede escribir para el caso especial de un mol de solución, en cuyo caso n = 1 y las ni se remplazan por las fracciones mol Xi:


2. Potencial químico como criterio para el equilibrio de fases
El potencial químico de unsistema termodinámico es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, con la entropía y el volumen mantenidos 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 de partículas de esa especie se incrementa en unaunidad. El potencial químico es un parámetro fundamental en termodinámica y se asocia a la cantidad de materia.
El potencial químico es particularmente importante cuando se estudian sistemas de partículas que reaccionan. Consideremos el caso más simple de dos especies, donde una partícula de la especie 1 puede transformarse en una partícula de la especie 2 y viceversa. Un ejemplo de un sistema deesta clase sería una mezcla super saturada de agua líquida (especie 1) y vapor de agua (especie 2). Si el sistema está en equilibrio, los potenciales químicos de las dos especies deben ser iguales. De lo contrario, cualquier incremento en un potencial químico produciría emisión neta e irreversible de energía del sistema en forma de calor cuando esa especie con el potencial incrementado setransformara en la otra especie, o una ganancia neta de energía (de nuevo en forma de calor) si tuviera lugar la transformación reversible. En las reacciones químicas, las condiciones de equilibrio son generalmente más complicadas ya que intervienen más de dos especies. En este caso, la relación entre los potenciales químicos en el equilibrio viene dada por la ley de acción de las masas.
Puesto que el...