Chimica fisica 2 - Argomenti essenziali

Equilibrio di fase nelle soluzioni chimiche

MAMA MBIn chimicoall'equilibriogeneraleB B8Mi MyMi 12Mi MyFASIDELLEREGOLA dideterminiamoDate il nofasiP c componentie gr dilibertàdi fvarianzaoNo totalidi variabili 2P C 11 èPoiché necessario conoscereconcentrazioni 1c a tiEfase Pper ognivariabili indipendenti T P2 totaliN'di2 PC 1equazionièPoiché conoscerenecessariodiP equilibrio1 equazioni ecomponenteper ogniNo di di libertà3 gradi 11F P C PC 1 2f P CPC2PC fasidellef c Pt 2 RegolaSISTEMI COMPONENTE1ASiccome c 1f P3 monovatidi statoDiagramma faseSe bivariantef sistemap 1 2see t sistemaiaSe f sistema invariante3 triplop puntoo CLAPEYRONDIEQUAZIONEfaseFase BA eP d'equilibrioI BA MIMa MaMa A Bs membroSottraendo membro aT p B BAA MaMa Un UnSiccome 5ADEA FA DP diMa A AUn STATAGI TB APBUnBM2 SITad V5A ATTP d DPVI SICUI 5AAP AT45di AP ATSÉÈSiccome 46all'equilibrio 045 LITAS4G UH 2ISostituendo nellala 12 diEquazione ClapeyronII fate CLAUSIUS

CLAPEYRONDIEQUAZIONE di Equazione Clapeyron

Per da stato di transizione solido-condensato a uno stato liquido-gassoso, o viceversa, si può utilizzare l'equazione di Clapeyron. Per un gas perfetto, l'equazione di Clapeyron è data da:

dP = (R*T)/(V - b) - a/(V^2)

dove P è la pressione, R è la costante dei gas perfetti, T è la temperatura assoluta, V è il volume molare, a e b sono costanti dipendenti dalla sostanza.

Integrando l'equazione con Pa come pressione iniziale e Pb come pressione finale, si ottiene:

∫dP = ∫(R*T)/(V - b) - a/(V^2)

Integrando da Pa a Pb, si ottiene:

Pb - Pa = R*T*ln((Vb - b)/(Va - b)) - a*((1/Vb) - (1/Va))

All'equilibrio, la pressione finale Pb sarà uguale alla pressione iniziale Pa, quindi:

Pb - Pa = 0

Sostituendo questa condizione nell'equazione precedente, si ottiene:

R*T*ln((Vb - b)/(Va - b)) - a*((1/Vb) - (1/Va)) = 0

Questa è l'equazione di Clapeyron per la transizione di stato da solido a liquido.

Per la transizione da liquido a gassoso, l'equazione di Clapeyron è simile, ma con alcune differenze. Invece di utilizzare il volume molare, si utilizza il volume specifico (V = 1/ρ, dove ρ è la densità). Inoltre, la costante a sarà negativa per i liquidi, mentre sarà positiva per i solidi.

Per ulteriori informazioni sulle proprietà colligative, come l'osmolarità e la pressione osmotica, si può consultare la legge di Raoult e l'equazione di Clausius-Clapeyron.

Per l'abbassamento crioscopico in una soluzione concentrata, si può utilizzare l'equazione:

ΔT = Kf * m

dove ΔT è l'abbassamento della temperatura di congelamento, Kf è la costante crioscopica del solvente, e m è la molalità del soluto.

Per il punto di fusione di una soluzione, si può utilizzare l'equazione:

Tf = Tp - Kf * m

dove Tf è il punto di fusione della soluzione, Tp è il punto di fusione del solvente puro, Kf è la costante crioscopica del solvente, e m è la molalità del soluto.

FaFAIii solutoi faLiquido BA taleevolverà modo daIl l'equilibriosistema ripristinarein Gfa CnFA faCn FAdenden Falfa 1Se costp in generaleFA DXden fa AT IGIGIJeff p pPer il cost d X 0lasiccomegas aden fa sent 2pPer il liquidoden fa AXAOLIÈ 3oejfp.IT Sostituendo la nellala 3 12 e AXASILIA 4sent oejfp.ITp.ITIn generale 5IIsent p RaoultInoltre dila LeggeperFAFA XA lnln tenfa faXa Fatfa dencostden denfa poiché OXase 6L EG ppSostituendo nellala 5 la 6 4eIII dì HE AXAdi IHA AXAdiGTIA E EL LFAFIA LITTFIA HASICCOME eddenInoltre DX XAA dendi XAAEREI stato finalelofra iniziale eIntegrando I'eticadiE 4 entiEteTE FSiccome t TIte TITETIChln 1 XBXa2SICCOME CMXB TBI E1 XBXBLffIedAtene XBIflaDefinendo costante ebullioscopicaPMALIIKenAteb Keb II Innalzamento ebullioscopicoatebekebMB8 TERMODINAMICALA DELLE SOLUZIONIGIBBSEQUAZIONE DUHEMDIdi differenzialeformaliberaEnergia Gibbs indda SAT MiVIP MiESet dacost daip MiduePer sistema componenti BAa eDNBdmda 1MA

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