Propiedades molares parciales. Volumen molar parcial. En este capítulo veremos las propiedades de mezclas binarias no reactivas.

Transcripción

1 Priedades mlares arciales E este caítul verems las riedades de clas biarias reactivas. UNIDD 4: Mezclas simles Vlume mlar arcial Etal y agua s erfectamete miscibles etre sí. Si embarg al clar estas sustacias se bserva que ls haga e frma aditiva. El vlume mlar de ua sustacia ura deede de la aturaleza de las mléculas que rdea a la misma. Pr ejeml, cuad x EtOH 1 el vlume mlar aarete de H 2 O es de 14 ml/ml y 18 ml/ml. Etces 14 ml/ml es el vlume mlar arcial del H 2 O e EtOH. FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

2 Vlume mlar arcial UNIDD 4: Mezclas simles Tal cm se bservaba e la figura aterir el vlume arcial mlar de ambas sustacias deede de la cmsició de la cla. Est se debe a que el micrambiete que rdea cada cmete varia desde ur (x 1, x 0) hasta ur (x 1, x 0). Se defie el vlume mlar arcial de la sustacia J, cm: V J V J, T, ' Dde V es el vlume de la cla y idica que la cmsició del tr cmete es cte. Esta defiició imlica que si la cmsició de la cla cabia e d ara y e d ara el cambi de vlume ttal de la cla, dv es: dv V, T, d V, T, d V d V d Puede bservarse que el vlume arcial mlar es la derivada arcial del vlume de la cla resect al cmete, mateied ctes las demás variables. FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

3 Vlume mlar arcial UNIDD 4: Mezclas simles La frma de medir ua riedad mlar arcial, es ver la variació de la riedad e fució de u de ls cmetes de la cla y calcular la derivada ara cada cmsició. Pr ejeml: Vlume, V,1,2 Cmsició, Dde, y C s cstates emíricas del sistema. Lueg el vlume mlar arcial de se calcula cm : Ua vez ectrada la variació de la riedad c la cmsició, se ajusta esta c ua ecuació emírica y lueg el vlue arcial mlar se determia r difereciació. E el ejeml de la figura, se ectró que: V V C( V, T, 2 1) 2C FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

4 Eergía libre mlar arcial UNIDD 4: Mezclas simles Para ua sustacia e u cla se cumle: Eergía libre, G dg SiT dg,1,2 Cmsició, J G J, T, ' C el mism argumet aterir teems: Dde ì y ì s ls teciales químics de y a la cmsició y. G Para u sistema abiert de cmsició variable se tiee que: Vd SdT y s ctes : d d d... dw d e,max... Este es el cas de ua ila, dde el w e,max es bteid r el cambi de cmsició e cada electrd. FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

5 Para u cambi ifiitesimal de la cmsició: Ptecial químic mlar arcial UNIDD 4: Mezclas simles du dv du dv du dv Esta es ua geeralizació de du J Vd Vd H J TdS SdT dg TdS SdT ( Vd SdT d TdS d du d d... S,, ' d... TdS dv. Si V y S s cstates: y r tat: J J J U J De maera similar, se btiee ara diferetes cdicies que: T,, ' d S, V, '...) FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

6 La ecuació de Gibbs-Duhem Recrdad que ara u sistema biari: G... Para u cambi ifietisimal de cmsició, teems que: UNIDD 4: Mezclas simles T y es cstate Cmarad c la aterir, teems: d d dg d d d d Esta relació uede alicarse a cualquier tr arámetr termdiámic e ua cla, H, V, S, etc. Ejeml: dv Esta ecuació redice que el tecial químic de u cmete e ua cla es ideediete del tecial del tr cmete. dg d dv d... d d 0 (Ver gráfic ag. 1) FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

7 UNIDD 4: Mezclas simles FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli Termdiámica de clad El clad de ds gases ideales T,, T,, T, ( ), ( ) G G G G G i f f i l l l l l l

8 Termdiámica de clad Eergía libre de clad de ds gases ideales UNIDD 4: Mezclas simles Pr ley de Dalt, teems que: x y x, recrdad que x y x T Lueg: G / G T [ x l x x l x ] Esta ecuació demuestra que el clad de gases es u PROCESO NTURL ESPONTNEO, ya que a cualquier cmsició de la cla gasesa G < 0 T fracció mlar de, x FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

9 Termdiámica de clad UNIDD 4: Mezclas simles Etría y etalía de clad de gases ideales S /R Recrdad que : Lueg: G T S, S G T T [ l x x l x ] R x S > 0 ara el clad de gases idicad que la etría del sistema aumeta. Para gases ideales uede demstrase que: H fracció mlar de, x Est se debe a que e gases ideales hay iteraccies mleculares. FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

10 Slucies ideales Ptecial químic de líquids Para u líquid ur () e equilibri c su var, se cumle: UNIDD 4: Mezclas simles Var Liquid ( g) l ( l) ( g) (r que está e equilibri) Para ua cla de liquids vlátiles y, el tecial químic de es: Var Liquid ( g) l ( l) ( l) l ( l) l x FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

11 UNIDD 4: Mezclas simles La relació x Ley de Rault Idica que la resió de var de u cmete vlatil e ua cla es ua fracció de la rsió de var del líquid ur La ley de Rault se cumle ara líquids de estructura similar, dde hay mucha diferecia de iteraccies mleculares etre ells. T 0 1 Fracció mlar de, x E el equilibri: k x k, lueg: lqueada Velcidad de varizació k x Velcidad de cdesació k k Si x k' 1, k/ k x x FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

12 Ley de Hery UNIDD 4: Mezclas simles Tal cm la ley de Rault se alica ara el slvete vlatil de ua cla, la ley de Hery se alica a slucies diluidas de u slut vlátil : K x Fracció mlar de, x Ley de Hery Ley de Rault 0 1 Dde es la resió arcial de, x es la fracció mlar de y K es ua cstate emírica c uidades de resió. K K es la resió de var del slut bteida a artir de la extralació de la tagete de la curva de resió de var de la cla cuad 0 x E ua slució diluida las mléculas de slut se ecuetra ttalmete rdeadas de mléculas de slvete. Est hace que el slut se aleje ttalmete de su cmrtamiet ur, mietras qu el slvete aeas difiere de su estad ur. Slucies dde el slut cumle c la ley de Hery y el slvete cumle c la ley de Rault se dice que se cmrta cm slucies ideales diluídas FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli

13 Termdiámica de clad de líquids La eergía libre G ara el clad de ds líquids que frme slucies ideales, se calcula de la misma frma que ara la cla de gases ideales: UNIDD 4: Mezclas simles Lueg: y G i G S Gi ( l) ( l) [ ( l) l x ] [ ( l) l x ] T R x T [ x l x x l x ] [ l x x l x ] FISICOQUIMIC I - Fy - UNSE Dr. Claudi D. rsarelli