Post on 13-Aug-2015
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FASES Y TRANSICIONES DE FASE.
Fase: Porción homogénea de un sistema. Las propiedades macroscópicas intensivas son idénticas en cualquier punto del sistema
Sistema homogéneo:Formado por una fase.
Sistema heterogéneo:Formado por más de una fase.
Varios componentes Un solo componente(sustancia pura)
Transición de fase: Conversión de una fase en otra.
Gas
Líquido
Sólido
Sublimación
Vaporización
Fusión
Condensación
SolidificaciónDeposición
Cambios de estado
• Para una sustancia pura Gm=μ• La tendencia del sistema a p y T constantes :
hacia valores menores de G.• Para sustancias puras la tendencia es en la
dirección de la disminución de μ.
Estabilidad de las fases
Principio:«Cuando una muestra esta en equilibrio, su potencial químico es uniforme, independientemente de cuantas fases estén presentes.»Ejemplo: Si un sólido y un líquido están en equilibrio el potencial químico es el mismo en ambas fases μ(s)= μ(l)
Al aumentar T, el m de una sustancia pura
disminuye (S > 0)
La pendiente es mas pronunciada para gases que para líquidos y sólidos
En cada temperatura la sustancia fluye a la fase de menor potencial químico.
Tf: temperatura de fusión
μ(s)= μ(l)
Tb:Temperatura de ebullición
μ(l)= μ(g)
Potencial químico estándar , temperatura y cambios de fase
Dependencia de Tf y Tb con la presión
Según :
Un aumento de p, incrementa μ, siendo el aumento mayor para gases que para sólidos y líquidos. ( Vm(g)≈ 1000 Vm(l) ) Un aumento de p implica un leve aumento de μ(l) con respecto a μ(s) y un gran aumento de μ(g) con respecto a μ(l)
( / )T mp V
• Regiones generales de p y T donde son estables s, l, g (μ mínimo)
• Los límites entre regiones corresponden a valores de p y T donde dos fases coexisten (sus potenciales químicos son iguales.
• Para un equilibrio entre las fases α y β: μ α(p,T)= μ β(p,T)
La ec. Anterior relaciona los valores de p y T en los cuales existe un equilibrio entre las dos fases.La solución para p en función de T permite obtener una ecuación para el límite de fases.
• La presión de un vapor en equilibrio con su fase condensada se llama presión de vapor (PV) de la fase condensada(líq. o sól).
• Para los límites de fase l/V o S/V , las curvas de p en función de T muestran la dependencia de las PV del líquido y el sólido de la T
Límites de fases
• Análisis en función de sus pendientes.(Buscar una ecuación dp/dT)Supóngase que p y T cambian infinitesimalmente, de tal manera que las dos fases α y β permanecen en equilibrio (antes y después del cambio los potenciales químicos son igualesPor lo tanto dμ(α) =dμ(β)
• Si dμ=-SmdT +Vdpdμ(α) =dμ(β)-Sm,αdT+Vm,αdp=-Sm,βdT+Vm,βdp{Vm,β- Vm, α }dp={Sm,β- Sm,α}dT
dp/dT=∆Sm/∆Vm Ecuación de Clapeyron
Cambios de entropía molar y volumen molar al ocurrir el cambio
Frontera sólido - líquido
• ∆Sfus,m=∆Hfus,m/Tf
• dp/dT= ∆Hfus,m/Tf∆Vm,fus
• ∆Hfus,m >0• ∆Vfus,m : por lo general >0 y pequeño• dp/dT es empinada y por lo general >0
, 22 1
, 1
lnfus m
fus m
H TP P
V T