Sistemi a più componenti

Presentazione sul tema: "Sistemi a più componenti"— Transcript della presentazione:

1 Sistemi a più componenti
Due restrizioni: miscele di sostanze che non reagiscono tra loro soluzioni di non elettroliti

2 Quantità parziali molari
X = una qualsiasi grandezza estensiva (V, U, G,….)

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4 Ma VA e VB variano con la composizione:
Come si spiega il risultato?

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6 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

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9 Il potenziale chimico Per un sistema chiuso Per un sistema a due componenti aperto, nel quale la composizione può cambiare

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11 Per un generico sistema a più componenti aperto
Equazione di Gibbs-Duhem

12 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

13 Il lavoro extrra A p e T costanti

14 Cosa rappresenta il potenziale chimico per l’energia interna U ?

15 Eq. di Gibbs Duhem A S e V costante

16 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

17 Analogamente

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19 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:

20 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

21 L’entropia di mescolamento si calcola ricordando che
Poichè

22 Miscele di liquidi Liquido A puro in equilibrio con il suo vapore Soluzione costituita da A (solvente) e B (soluto), entrambi volatili.

23 Legge di Raoult Soluzioni ideali

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26 Legge di Henry

27 Soluzioni diluite ideali
 # : ipotetico stato in cui il soluto puro si comporta secondo la legge di Henry.

28 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= torr

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

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31 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.

32 B K p a =

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34 Esprimendo la concentrazione del soluto in molalità

35  °: ipotetico stato in cui il soluto a molalità unitaria si comporta secondo la legge di Henry.

36 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)

37 Come solvente

38 Come soluto

39 Soluzioni ideali

40 Soluzioni ideali

41 Soluzioni reali funzioni eccesso

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43 Soluzioni regolari

44 Le proprietà colligative

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46 1) Innalzamento del punto di ebollizione

47 Ricordando l’equazione di Gibbs-Helmholtz

48 Se vapH può essere considerato costante con T

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50 Analogamente per l’abbassamento crioscopico

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52 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)

53 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

54 Solubilità di solidi nei liquidi

55 Per xB=1, T = T*fus(B)

56 Per il naftalene a 20°C

57 La pressione osmotica

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60 Se Vm non varia con la pressione

61 Poiché la soluzione è diluita nA>> nB

62 Esempio La pressione osmotica di una serie di soluzioni ( = g cm-3) di PVC è data nella seguente tabella Calcolare il peso molecolare medio M del polimero

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66 Misure di coefficienti di attività
Per il solvente Per il soluto