Sistemi a pi componenti Due restrizioni miscele di
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Sistemi a più componenti Due restrizioni: miscele di sostanze che non reagiscono tra loro soluzioni di non elettroliti
Quantità parziali molari X = una qualsiasi grandezza estensiva (V, U, G, …. )
Ma VA e VB variano con la composizione: Come si spiega il risultato?
Il volume totale di una soluzione di etanolo contenente 1 kg di acqua a 25°C può essere descritto tramite l’espressione polinomiale dove m è la molalità dell’etanolo. Calcolare il volume parziale molare dell’acqua e dell’etanolo in una soluzione preparata mescolando 1. 0 kg di acqua e 0. 5 kg di etanolo
Il potenziale chimico Per un sistema chiuso Per un sistema a due componenti aperto, nel quale la composizione può cambiare
Per un generico sistema a più componenti aperto Equazione di Gibbs-Duhem
Criterio di spontaneità in funzione della variabile estensiva Criterio di spontaneità in funzione della variabile intensiva Il potenziale chimico di ogni sostanza deve essere eguale tra tutte le fasi tra le quali può muoversi
Il lavoro extrra A p e T costanti
Cosa rappresenta il potenziale chimico per l’energia interna U ?
Eq. di Gibbs Duhem A S e V costante
Criterio di spontaneità in funzione della variabile estensiva Criterio di spontaneità in funzione della variabile intensiva Il potenziale chimico di ogni sostanza deve essere eguale tra tutte le fasi tra le quali può muoversi
Analogamente
Miscele di gas Consideriamo due gas perfetti, A e B, prima del mescolamento, alla temperatura T e alla pressione p. L’energia libera totale del sistema è:
Dopo il mescolamento, le pressioni parziali dei gas sono p. A e p. B. L’energia libera totale è: La differenza di energia libera è
L’entropia di mescolamento si calcola ricordando che Poichè
Miscele di liquidi Liquido A puro in equilibrio con il suo vapore Soluzione costituita da A (solvente) e B (soluto), entrambi volatili.
Legge di Raoult Soluzioni ideali
Legge di Henry
Soluzioni diluite ideali # : ipotetico stato in cui il soluto puro si comporta secondo la legge di Henry.
Calcolare la solubilità dell’ossigeno in acqua a 25°C e alla pressione parziale di 160 torr (la sua pressione parziale nell’atmosfera al livello del mare). KO 2=3. 3 107 torr
Attività e stati standard 1) Convenzione I ( generalmente usata per il solvente)
2) Convenzione II (per il soluto) # : ipotetico stato in cui il soluto puro si comporta secondo la legge di Henry.
a B = p K B B
Esprimendo la concentrazione del soluto in molalità
°: ipotetico stato in cui il soluto a molalità unitaria si comporta secondo la legge di Henry.
Esempio di calcolo di coefficienti di attività Calcolare l’attività ed il coefficiente di attività del cloroformio (C) in acetone (A), considerandolo sia come solvente che come soluto (K = 165 torr)
Come solvente
Come soluto
Soluzioni ideali
Soluzioni ideali
Soluzioni reali funzioni eccesso
Soluzioni regolari
Le proprietà colligative
1) Innalzamento del punto di ebollizione
Ricordando l’equazione di Gibbs-Helmholtz
Se vap. H può essere considerato costante con T
Analogamente per l’abbassamento crioscopico
L’addizione di 100 g di un composto a 750 g di CCl 4 abbassa il punto di congelamento del solvente di 10. 5 K. Calcolare il peso molecolare del composto (Kf di CCl 4 = 30 K/mol kg-1)
Calcolare la temperatura alla quale si ha formazione di ghiaccio in una miscela anticongelante contenente il 10% in peso di glicole etilenico (peso molecolare 62) sapendo che la costante crioscopica dell’acqua è Kf 1. 86 K/mol kg-1
Solubilità di solidi nei liquidi
Per x. B=1, T = T*fus(B)
Per il naftalene a 20°C
La pressione osmotica
Se Vm non varia con la pressione
Poiché la soluzione è diluita n. A>> n. B
Esempio La pressione osmotica di una serie di soluzioni ( = 0. 980 g cm-3) di PVC è data nella seguente tabella Calcolare il peso molecolare medio M del polimero
Misure di coefficienti di attività Per il solvente Per il soluto
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