Teoria di Chimica fisica 1 (Parte 2)

Equilibri di fase per sistemi ad 1 componente

Il cambiamento di stato fisico di una sostanza pura è chiamato transizione di fase.

Una fase è costituita da una porzione del sistema fisicamente e chimicamente omogenea e separata da eventuali altre fasi del sistema da una superficie definita.

In un sistema costituito da una sostanza pura possono coesistere all’equilibrio un numero di fasi P superiore a 1 (P = 1, 2, 3).

Una transizione di fase avviene, data una pressione definita, ad una ; avvengono producendo una diminuzione della energia libera del sistema fino a raggiungere un minimo di , che definisce lo stato di equilibrio.

Gm P chimico

E nella fase

Na a.2 ENB 13

IldG CB-NaldncBan-Nadn TIP NB= Na= Spontaneo

BaSN L c(b)dG Smdn VaP Sa= += =- -V T (2)1) Um

Effetto della pressione sulla temperatura di fusione

Effetto della pressione sulla temperatura di fusione: =+Se SeP PTfus -aTfus>> > >

Diagramma di stato P(T)

Diagramma di stato P)(T ,P PuntoLS ↗ Criticopi Vtriplo T

Punti caratteristici

Temperatura di ebollizione: temperatura alla quale la pressione di vapore uguaglia la pressione esterna.

• Teb* = temperatura di ebollizione normale (a 1 atm)
• Teb° = temperatura di ebollizione standard (a 1 bar)
• Temperatura critica Tc: temperatura oltre alla quale non esiste fase liquida distinta dalla fase vapore
• Punto critico: punto a Tc e Pc che individua il punto terminale del confine di fase liquido-vapore
• Punto triplo: punto in cui coesistono tre fasi

Regola delle fasi

F Varianza o numero di variabili intensive indipendenti

CF P 2 C numero di componenti indipendenti+= - P numero delle fasi presenti

P 2F 1 P= Fase nell'areaT Variano. :F 2 ,= Fasi21 ·F = può la curvaSolo variare lungo1-F 0 3 Fasi= PITdiPunto triplo variazioniNo·2F = T

Pressione di vapore e relazione all'equilibrio

Pressione di vapore P*: pressione della fase gas in equilibrio con la fase condensata (solido o liquido),

Relazione all'equilibrio

Ptra T fasedieGaNa = GiNi =na BNa NB All'equilibrio=Na dNa infinitesimoSpostamentoam+ NB +=dNa dNB=Sm adpVm VmadT Sm dT Bdp+- = +,-, ,,(Sm CVm<(di B-UmiadpB-Sm = ,, .SmdT Vmdp= EquazioneAPSm di Clapena=1. trT

Integrazione

Integrazione~ Normalmente si ha pendenza positiva (Vm,l>Vm,s)

P- SmCT- 7Po To=

• Eccezione: l’acqua (il ghiaccio ha Vm minor densità dell’acqua, Vm,l&l