Misturas Simples e Termoquímica: Análise de Composição e Potencial Químico

NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Misturas Simples 1 Vamos inicialmente considerar apenas misturas de dois componentes de modo que xaxb1 xinintot é a fração molar Quantidades molares parciais Sera que uma quantidade simples como volume depende da composuição da amostra O que voce acha NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Misturas Simples 2 Vamos inicialmente considerar apenas misturas de dois componentes de modo que xaxb1 xinintot é a fração molar Quantidades molares parciais Volume molar parcial da mistura água etanol Volume Sera que uma quantidade simples como volume depende da composuição da amostra O que voce acha Termoquímica Termoquímica Volume molar parcial 3 Volume molar parcial Para uma composição constantex cte Vi CTE Como V é uma função de estado este resultado vale para integrais que não mantenham a composição constante O volume final de uma mistura independe da maneira que a preparamos Ainda bem Vi e o volume final no entanto dependem da composição depende da composição Termoquímica Termoquímica G molar parcialμ 4 O potencial químico Equação Fundamental para Termoquímica A constante p e T Lembrando que o trabalho útil nao pV é relacionado ao potencial químico A mudança de G com a composição do sistema é dada pelo potencial químico μ Já deduzimos isto antes Agora ao invés de fases temos componentes Para uma mistura o potêncial químico NESTA composição Termoquímica Termoquímica G molar parcialμ 5 Como Mas G é uma função de estado e portanto Equação de GibbsDuhen ou mais geral para n componentes Os potencials químicos em uma mistura são relacionados Esta dedução pode ser usada para relacionar quantidades molares parciais em geral Termoquímica Termoquímica 8 Energia Livre de Mistura A energia livre molarpotencial químico de um gás é dado por onde μo é o potencial padrão do gás 1 bar po Queremos calcular a energia livre de mistura De onde veio esta expressão Termoquímica Termoquímica Energia Livre de Mistura 9 Podemos usar a lei de dalton xpaptot e naxntot para encontrar que depende de T e independe de p e de μo com IMPORTANTE Note que a equação foi derivada utilizando do fato de que os gases estão no INCIALMENTE a MESMA pressão Gi Como fazer o ajuste Simples Termoquímica Termoquímica Entropia de Mistura 10 Termoquímica Termoquímica Entropia de Mistura 11 Como Qual o ΔV de mistura e ΔU Lembrese de que ΔUΔHpΔV Usamos Obtemos que De onde vem a driving force de mistura Onde ocorre o valor de ΔSmax Termoquímica Termoquímica O potencial Químico dos Líquidos 12 O potencial químico do líquido é igual ao do gás em equilíbrio Para substâncias puras temos Pressão de vapor Quando temos uma mistura a pressão de vapor muda para pa e o potencial é dado por usando Substância pura pAp0 Termoquímica Termoquímica Lei de Raoult Solvente 13 Dependência linear Solução ideal Como a pressão de vapor depende da composição Termoquímica Termoquímica Lei de Raoult Argumento 14 Termoquímica Termoquímica Lei de Henry Soluto 15 Termoquímica Termoquímica Lei de Henry soluto 16 Raoult Henry Soluções ideais diluidas Termoquímica Termoquímica Raoult e Henry 17 Soluções em que o solvente obedece a lei de Raoult e o soluto obedece a lei de Henry são chamadas de soluções ideais Termoquímica Termoquímica Misturas Soluções ideais 18 Soluções ideais Em soluções ideais a energia livre de mistura é a mesma que derivamos para a mistura de gases Porque podemos fazer isto Consequentemente ΔH ΔV Que paralelo podemos fazer com a mistura de gases ideais O que acontece com as interações intermoleculares de uma solução ideal O que leva a espontaneidade da mistura O que voce espera para ΔH e ΔS em soluções reais Termoquímica Termoquímica Solubilidade de Gases 19 Lei de Henry em termos da Molalidade do soluto