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TERMODINMICA DE SOLUCIONESPROPIEDADES EN EXCESOJORGE ALBERTO URIBE ROJASANDRS ALFONSO IMITOLA BUELVASRELACIONES ENTRE ENERGA DE GIBS RESIDUAL Y COEFICIENTE DE FUGACIDADTERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

G (energa libre o entalpa libre) potencial termodinmico, es decir, una funcin de estado extensiva con unidades de energa, que da la condicin de equilibrio y de espontaneidad para una reaccin qumica (a presin y temperatura constantes). Sirve para calcular si una reaccin ocurre de forma espontnea tomando en cuenta solo las variables del sistema.2ANLISIS DE COMPORTAMIENTO COMO SOLUCIN IDEALAnaloga de propiedad en exceso con respecto a propiedad residualTERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

-=

Propiedad en exceso parcial.Sin embargo, las soluciones lquidas con frecuencia se abordan a travs de propiedades que miden sus desviaciones, no desde el comportamiento de gas ideal sino de su comportamiento como solucin ideal.M es el valor molar (o por unidad de masa) de cualquier propiedad termodinmica extensiva (V, U, H, S, G, etc.), por lo tanto una propiedad de exceso ME se define como la diferencia entre el valor real de la propiedad de una solucin y el valor que tendra como solucin ideal a las mismas temperatura, presin y composicin.3Relacin de una propiedad de exceso fundamentalTERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

4TERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

TERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

;perointegrando:reemplazando:;

integrando:b, c, constantes de integracinDesarrollo numeral aC ep = Capacidad calorfica especfica, a presin constante6TERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

Continuacin desarrollo numeral a

peroy

entoncesreemplazando

Donde

a = constante y c = constantes de integracinTERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

Desarrollo numeral b

Despeja c

897.9(J/mol)-(-2.86(J/mol K))*298.15 K

1750,609 J/mol

Despeja b

Reemplaza para hallar b8TERMODINMICA DE SOLUCIONES: PROPIEDADES EN EXCESO

Continuacin desarrollo numeral b

9La energa de Gibbs en exceso y el coeficiente de actividad

Restando tenemos

Como el coeficiente de actividad esta representado por nos queda la ecuacin

Combinando las ecuaciones se tiene :

Al sustituir el ultimo termino por la ecuacin:

Nos queda la siguiente ecuacinDel desarrollo conceptual de esta ecuaciones nos da como resultado estas tres ecuaciones

-La primera de estas ecuaciones indica el significado del modelo de mezcla de gas ideal. -La segunda ecuacin, que corresponde al modelo de solucin ideal, mantiene el trmino dependiente de la composicin, pero incluye un trmino de especie pura fsicamente real. -La tercera ecuacin, a travs de un coeficiente de actividad que depende de la composicin, tiene la capacidad de representar por completo el comportamiento real de las soluciones.11Relaciones de la propiedad de exceso

Una formulacin alternativa para esta ecuacin se consigue sustituyendo la siguiente ecuacin que es el coeficiente de actividad y nos queda :

La generalidad que tienen estas ecuaciones impide su aplicacin prctica de manera directa. En su lugar, se utilizan formulaciones restringidas que se escriben por simple inspeccin en la siguiente forma:

Las ecuaciones (11.94) y (11.95) permiten el clculo directo de los efectos de la presin y la temperaturaen la energa de Gibbs de exceso. Por ejemplo, una mezcla equimolar de benceno y ciclohexano a 25Cy 1 bar tiene un volumen de exceso de casi 0.65 cm 3 mol-1 y una entalpa de exceso de aproximadamente 800J mol -1. As, en estas condiciones,

La naturaleza de las propiedades de exceso