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 pA e pB Dopo il mescolamento, le pressioni parziali dei gas sono pA e pB. 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). KO2=3.3 107 torr

Attività e stati standard 1) Convenzione I ( generalmente usata per il solvente)

2) Convenzione II (per il soluto) prof. Renat Dreos: 2) Convenzione II (per il soluto)  # : ipotetico stato in cui il soluto puro si comporta secondo la legge di Henry.

B K p a =

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 vapH può essere considerato costante con T

Analogamente per l’abbassamento crioscopico

L’addizione di 100 g di un composto a 750 g di CCl4 abbassa il punto di congelamento del solvente di 10.5K. Calcolare il peso molecolare del composto (Kf di CCl4 = 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 xB=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 nA>> nB

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