Equilibri di fase per sostanze pure

F = C - P + 2

impossibile

Principio del potenziale chimico uniforme All’equilibrio, il potenziale chimico di una sostanza è lo stesso in tutto il campione, indipendentemente dal numero di fasi di cui è costituito.

m2m1 dG  0 spontaneo m2=m1 dG = 0 equilibrio m2m1 dG  0

Dipendenza di m dalla temperatura

Dipendenza di m dalla pressione

Effetto della pressione esterna sulla tensione di vapore

fase condensata in equilibrio con il suo vapore P (pressione agente sul liquido) = p* (tensione di vapore del liquido) Se sul liquido viene applicata una sovrappressione aggiuntiva dP i potenziali del liquido e del gas si modificano affinchè si mantenga l’equilibrio

Nuova pressione agente sul liquido: approssimiamo p con p* perché p - p* << P Nuova tensione di vapore: è il valore che cerchiamo

La tensione di vapore del liquido è aumentata

Equilibri di fase per le sostanze pure Confini di fase Equazione di Clapeyron

Calcolare la pressione di equilibrio per la transizione S (rombico) S (monoclino) a T = 120°C noti Ttrans= 95.6 °C a p = 1 atm transH (95.6°C, 1 atm) = 2.42 cal g-1 transV=1.26 10-2ml g-1

Confini di fase solido liquido transizione di fase solido liquido Se si consideranofusH e fusV costanti con la temperatura

Calcolare la temperatura di fusione della naftalina a p = 100 atm conoscendo p = 1 atm Tfus= 80 °C fusH (80°C, 1 atm) = 36 cal g-1 (C10H8, s) = 1.145 g ml-1 (C10H8, l) = 0.981g ml-1

Confine di fase liquido-vapore transizione di fase liquido vapore Se il gas si comporta idealmente

Ln p 1/T

Se vapH è costante con la temperatura

Calcolare la tensione di vapore dell’acqua a 90°C sapendo che p(373 K) = 1 atm vapH (373 K, 1 atm) = 9706 cal mol-1

Confini di fase solido-vapore transizione di fase solido vapore Considerando trascurabile il volume molare del solido rispetto a quello del vapore e ammettendo che il gas si comporti idealmente e che subH non vari con T

Il naftalene fonde a 80.2 °C. Se la tensione di vapore del liquido è 10 torr a 85.8 °C e 40 torr a 119.3 °C Calcolare l’entalpia di vaporizzazione la temperatura normale di ebollizione l’entropia di vaporizzazione

Classificazione di Ehrenfest delle transizioni di fase

I ordine

II ordine La capacità termica Cp subisce una variazione finita