Soluciones

Storyboard

ID:(557, 0)

Entropie der Lösungen

Gleichung

Cuando se definió la entropía al principio la asociamos con el numero de combinaciones posibles \Omega con mediante

\\n\\ndonde k era la constante de Boltzmann. Si empleamos el modelo del tablero de ajedrez veremos que la cantidad de formas en que podemos combinar las partículas N_s en los casilleros del tablero se calculan con combinatórica dando\\n\\n

$\Omega=\displaystyle\frac{(N+N_s)!}{N!N_s!}$

\\n\\nPor ello la variación de la entropía por la distribución del soluto es igual a\\n\\n

$\Delta S=k\ln\left(\displaystyle\frac{(N+N_s)!}{N!N_s!}\right)$

\\n\\nComo el logaritmo de un factorial se puede aproximar por\\n\\n

$\ln N!=N\ln N-N$

la variación de la entropía se puede expresar con como

ID:(4150, 0)

Entropie eines schwachen Lösung

Gleichung

En el caso de una solución débil\\n\\n

$N_s\ll N$

se puede expandir el cambio de entropía con constante de Boltzmann $J/K$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$ und variación de la entropía por mezcla $J/K$

\\n\\nen torno a N_s/N\ll 1 lo que nos da con\\n\\n

$\ln\displaystyle\frac{1}{1+x}\sim -x+\displaystyle\frac{1}{2}x^2\ldots$

\\n\\ny\\n\\n

$\ln\displaystyle\frac{x}{1+x}\sim \ln x-x+\displaystyle\frac{1}{2}x^2\ldots$

que \Delta S es con constante de Boltzmann $J/K$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$ und variación de la entropía por mezcla $J/K$

ID:(4151, 0)

Gibbs Funktion für Lösungen

Gleichung

Como la función de Gibbs es igual con a

$G(T,p,N,N_s)= N g_0(T,p) + \Psi V - T \Delta S $

en donde g_0 es la energía libre de Gibbs molar del solvente, \Psi la presión de las partículas del soluto y \Delta S la variación de la entropía por efecto de la mezcla.

Como la variación de la entropía es con constante de Boltzmann $J/K$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$ und variación de la entropía por mezcla $J/K$

se tiene que la energía libre de Gibbs de la mezcla es con constante de Boltzmann $J/K$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$ und variación de la entropía por mezcla $J/K$

ID:(4152, 0)

Solvent Chemisches Potential

Gleichung

Para obtener el potencial químico del solvente basta derivar la función de Gibbs con constante de Boltzmann $J/K$, energía libre de Gibbs de la solución $J$, energía libre de Gibbs del solvente por partícula $J$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$, presión de las partículas del soluto $Pa$ und temperatur $K$

respecto del número de partículas del solvente N con

De esta forma se obtiene con

ID:(4153, 0)

Lösungsphasendiagramm

Bild

In einem Phasendiagramm einer Lösung verschieben sich die Grenzen zwischen den Phasen so, dass bei gleichem Druck der Schmelzpunkt abnimmt, während der Siedepunkt zunimmt:

ID:(1980, 0)

Potencial quimico de un liquido

Gleichung

El potencial químico de una solución es igual con constante de Boltzmann $J/K$, energía libre de Gibbs del solvente por partícula $J$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$, potencial químico del solvente $J$ und temperatur $K$ a

\\n\\nque se puede expandir en torno a una temperatura en particular T_0, que puede ser por ejemplo la temperatura de ebullición o congelación, dando\\n\\n

$\mu_L^0(T,p)=\mu_L(T_0,p)+\left(\displaystyle\frac{\partial\mu_L}{\partial T}\right)_p(T-T_0)-\displaystyle\frac{N_s}{N}k_BT$

Como con entropía molar $J/mol K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas $-$, potencial químico $J$ und temperatur $K$

se tiene finalmente que el potencial químico de una solución es con entropía molar $J/mol K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas $-$, potencial químico $J$ und temperatur $K$

ID:(9046, 0)

Potencial quimico de un solido

Gleichung

El potencial químico del solido es igual a una función \mu_S(T,p,N) que se puede expandir en torno a una temperatura en particular T_0, que puede ser por ejemplo la temperatura de ebullición o congelación, dando\\n\\n

$\mu_S^0(T,p)=\mu_S(T_0,p)+\left(\displaystyle\frac{\partial\mu_S}{\partial T}\right)_p(T-T_0)$

Como con entropía molar $J/mol K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas $-$, potencial químico $J$ und temperatur $K$ es

se tiene finalmente que el potencial químico de una solución es entropía molar $J/mol K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas $-$, potencial químico $J$ und temperatur $K$

ID:(9048, 0)

Potencial quimico de un solido

Gleichung

El potencial químico del vapor es igual a una función \mu_V(T,p,N) que se puede expandir en torno a una temperatura en particular T_0, que puede ser por ejemplo la temperatura de ebullición o congelación, dando\\n\\n

$\mu_V^0(T,p)=\mu_V(T_0,p)+\left(\displaystyle\frac{\partial\mu_V}{\partial T}\right)_p(T-T_0)$

Como con entropía molar $J/mol K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas $-$, potencial químico $J$ und temperatur $K$

se tiene finalmente que el potencial químico de una solución es con entropía molar $J/mol K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas $-$, potencial químico $J$ und temperatur $K$

ID:(9047, 0)

Potencial quimico en función de la entropía

Gleichung

Como el potencial químico en función de la energía de Gibbs es con

y ademas con

\\n\\nse tiene que\\n\\n

$\left(\displaystyle\frac{\partial\mu}{\partial T}\right)_p=-S$

\\n\\nComo S es extensible, se tiene que se puede escribir en función de su valor molar s\\n\\n

$S(T,p)=\displaystyle\frac{N}{N_A}s(T,p)$

y finalmente con

ID:(9049, 0)

Latente Gefrierwärme

Gleichung

Wenn $T_f$ die Siedetemperatur ist, $s_L$ die molare Entropie der Flüssigkeit und $s_S$ die des Feststoffs, wird die Verdampfungsenthalpie $l_S$ mit der folgenden Formel berechnet:

$ l_S = T_f ( s_L - s_S )$

Bedingungen

Variablen

$l_S$

Calor latente molar del cambio de fase solido liquido

$J/mol$

$s_L$

Molare Entropie der Flüssigkeit

$J/K$

$s_S$

Molare Entropie des Feststoffs

$J/K$

$T_f$

Temperatura de fusión

$K$

Beziehung

ID:(9051, 0)

Calor latente de ebullición

Gleichung

Wenn $T_b$ die Siedetemperatur ist, $s_V$ die molare Entropie des Dampfes und $s_L$ die des flüssigen Zustands ist, wird die Verdampfungsenthalpie $l_V$ wie folgt berechnet:

$ l_V = T_b ( s_V - s_L )$

Bedingungen

Variablen

$l_V$

Calor latente molar del cambio de fase liquido vapor

$J/mol$

$s_L$

Molare Entropie der Flüssigkeit

$J/K$

$s_V$

Molare Entropie von Dampf

$J/K$

$T_b$

Siedetemperatur

$K$

Beziehung

ID:(9050, 0)

Südepunkterhöhung nach Lösung

Gleichung

Otro efecto que varia en soluciones es el punto de ebullición. Al momento de hervir el solvente a una temperatura T y presión p en su estado puro, el potencial químico de este en forma liquida debe de ser igual a aquel en forma de vapor:\\n\\n

$\mu_L^0(T,p)=\mu_V^0(T,p)$

Si se considera como temperatura de referencia T_0 la del punto de ebullición del liquido T_b, el potencial quimico de la solución es con constante de Boltzmann $J/K$, molare Entropie der Flüssigkeit $J/K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$, potencial químico del liquido $J$, temperatur $K$ und temperatura del sistema $K$

y el del vapor molare Entropie von Dampf $J/K$, numero de Avogadro $-$, potencial químico del vapor $J$, temperatur $K$ und temperatura del sistema $K$

\\n\\nse tiene que la temperatura de ebullición de la solución T_s estará definida por\\n\\n

$\displaystyle\frac{s_L}{N_A}(T_s-T_b)-\displaystyle\frac{N_s}{N}k_BT_s=\displaystyle\frac{s_V}{N_A}(T_s-T_b)$

Con calor latente molar del cambio de fase liquido vapor $J/mol$, molare Entropie der Flüssigkeit $J/K$, molare Entropie von Dampf $J/K$ und siedetemperatur $K$

y con

se tiene que con

ID:(4065, 0)

Gefrierpunkt Reduzierung von für Lösungen

Gleichung

Otro efecto que varia en soluciones es el punto de congelación. Al momento de congelarse el solvente a una temperatura T y presión p en su estado puro, el potencial químico de este en forma solida debe de ser igual a aquel en forma de liquida:\\n\\n

$\mu_S^0(T,p)=\mu_L^0(T,p)$

Si se considera como temperatura de referencia T_0 la del punto de ebullición del liquido T_b, el potencial químico de la solución es constante de Boltzmann $J/K$, molare Entropie der Flüssigkeit $J/K$, numero de Avogadro $-$, numero de partículas de soluto $-$, numero de partículas del solvente $-$, potencial químico del liquido $J$, temperatur $K$ und temperatura del sistema $K$

y el del solido con molare Entropie des Feststoffs $J/K$, numero de Avogadro $-$, potencial químico del solido $J$, temperatur $K$ und temperatura del sistema $K$

\\n\\nse tiene que la temperatura de ebullición de la solución T_s estara definida por\\n\\n

$\displaystyle\frac{s_S}{N_A}(T_s-T_b)=\displaystyle\frac{s_L}{N_A}(T_s-T_b)-\displaystyle\frac{N_s}{N}kT_s$

Con calor latente molar del cambio de fase solido liquido $J/mol$, molare Entropie der Flüssigkeit $J/K$, molare Entropie des Feststoffs $J/K$ und temperatura de fusión $K$

y con

se tiene que con

ID:(4066, 0)

Dampfdruckerniedrigung durch Lösung

Beschreibung

ID:(865, 0)

Binär Lösungen

Gleichung

En el caso de una solución binaria ambas componentes pueden figurar en proporciones similares por lo que no es posible realizar la aproximación de soluciones débiles. En este caso la variación de la entropía permanece de la forma\\n\\n

$\Delta S=-k\left(N\ln\displaystyle\frac{N_A}{N_A+N_B}+N_B\ln\displaystyle\frac{N_B}{N_A+N_B}\right)$

donde A y B son las dos componentes. En este caso la función de Gibbs es, incluyendo un factor de interacción escalado en \lambda con ,

ID:(4156, 0)