fisicoquÍmica en bioprocesos unidad...
TRANSCRIPT
6/24/2015
1
FISICOQUÍMICA EN BIOPROCESOS – Unidad 2
Potencial químico. La energía de Gibbs de una mezcla. Cantidades parciales molares. Potencial químico de un gas ideal puro y en una mezcla de gases ideales. Desviaciones de la idealidad. Actividad. Dependencia del potencial químico con la temperatura y la
presión. Energía de Gibbs y entropía de mezclado.
Equilibrio químico. Condición general de equilibrio químico. La constante de equilibrio. Dependencia de K con la temperatura y la presión. Cálculo de K a partir de datos
termodinámicos.
Equilibrio de fases. Equilibrios heterogéneos. La regla de las fases. Cambios de fase. Ecuación de Clapeyron.
Soluciones. Definición de solución líquida ideal. Potenciales químicos de mezclas muy diluidas. Equilibrio solución ‐ vapor. Coeficientes de actividad. Funciones
termodinámicas de mezcla.
Propiedades coligativas. Elevación del punto de ebullición. Descenso del punto de
congelación. Presión osmótica. Distribución de un soluto entre dos líquidos inmiscibles.
Equilibrio de solubilidad. Soluciones saturadas. Producto de solubilidad. Desviaciones con respecto al comportamiento ideal.
6/24/2015
2
6/24/2015
3
¿Cuál es la dependencia de la Energía libre de Gibbscon la temperatura y con la presión?
En el equilibrio G = 0Equilibrio sólido‐líquido ⇒ G(líq) = G (sól)
Equilibrio sólido‐vapor ⇒ G(sól) = G (vap)
Equilibrio líquido‐vapor ⇒ G(líq) = G (vap)
G = H –TS
G = U + PV –TS
dG = dU + PdV + VdP – TdS – SdT
dG = δQ + δW + PdV + VdP – TdS – SdT
dG = TdS ‐ PdV + PdV + VdP – TdS – SdT
dG = TdS ‐ PdV + PdV + VdP – TdS – SdT
dG = VdP – SdT
6/24/2015
4
dP dT
6/24/2015
5
6/24/2015
6
6/24/2015
7
6/24/2015
8
6/24/2015
9
6/24/2015
10
(XB 0)
6/24/2015
11
6/24/2015
12
6/24/2015
13
6/24/2015
14
Considerando soluciones ideales, es siempre entrópico. En el ejemplo de abajo, el solvente sigue evaporándose hasta vaciar completamente el recipiente donde está puro. Cuando utilizo una membrana, se llega a una presión (P) de equilibrio tal que se iguala G a ambos lados (por efecto de la concentración y de la presión).
6/24/2015
15
Solución isotónica
Solución hipertónica
Solución hipotónica
6/24/2015
16
6/24/2015
17
6/24/2015
18
0
6/24/2015
19
6/24/2015
20
6/24/2015
21
6/24/2015
22
6/24/2015
23
Diagrama de fases para dos sustancias inmiscibles en estado sólido y miscibles en estado líquido.