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Equilibrio de Fases

Equilibrio de Fases. CONCEPTOS BÁSICOS: FASES Y TRANSICIONES DE FASE. Fase: Porción homogénea de un sistema. Las propiedades macroscópicas intensivas son idénticas en cualquier punto del sistema. Sistema homogéneo: Formado por una fase. Sistema heterogéneo:

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Presentation Transcript

  1. Equilibrio de Fases CONCEPTOS BÁSICOS: FASES Y TRANSICIONES DE FASE Fase:Porción homogénea de un sistema. Las propiedades macroscópicas intensivas son idénticas en cualquier punto del sistema Sistema homogéneo: Formado por una fase. Sistema heterogéneo: Formado por más de unafase. Un solo componente (sustancia pura) Varios componentes

  2. Gas Vaporización Condensación Líquido Sublimación Deposición Fusión Solidificación Sólido Transición de fase: Conversión de una fase en otra.

  3. P P   T dG = V dP - S dT Equilibrio de Fases Aspecto cualitativo Sistema de un componente Dos fases en equilibrio (P,T) Recordar que G es función de T y P Aplicado a cada una de las fases

  4. Líquido G Sólido Gas Tfusión T ebullición A) Variación de G con T a P constante (dGs/dT)P= -Ss Recordar: Sg>>Sl>Ss (dG/dT)P= -S (dGl/dT)P= -Sl (dGg/dT)P= -Sg Gs=Gl Gl=Gg Punto de ebullición normal: Temperatura a la que la presiónde vapor del líquido es igual a la presión normal. T Punto de fusión normal: Temperatura a la que funde el sólido si la presión es la normal.

  5. Líquido G Sólido Gas Tf1 Tf2 Te1 Te2 B) Variación de G con P a T constante (dGs/dP)T= Vs Recordar: Vg>>Vl>Vs Excepción agua Vg>>Vs>Vl (dG/dP)T= V (dGl/dP)T= Vl (dGg/dP)T= Vg P1 P2>P1 P2 Te2 > Te1 Tf2 > Tf1 T Excepción agua

  6. ¿Cómo varía la presión de vapor con la temperatura? consecuencias Monte Kilimanjaro (Tanzania)5895 m de altitud, P = 350 mmHg Teb (agua) = 79ºC Olla a presión P » 2 atm Teb (agua) » 120ºC a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina

  7. Equilibrio de Fases Aspecto cuantitativo Ecuación de Clapeyron Sistema de un componente – dos fases en equilibrio: y  condición de equilibrio Cambio infinitesimal • dG = VdP - SdT

  8. P P   T Ecuación de Clapeyron (diferencial) a P y T ctes, S = H / T

  9. líquido  gas En general, curva de pendiente positiva Excepciones: H2O, Ga, Bi V < 0  curva de pendiente negativa Curva de pendiente positiva sólido  líquido La pendiente es mayor que en el resto de transiciones porque V es pequeño Curva de pendiente positiva sólido  gas

  10. si H y V cte en el rango de T y P Ecuación de Clapeyron Integrada

  11. CASO PARTICULAR DE LA ECUACIÓN DE CLAPEYRON ECUACION DE CLAUSIUS-CLAPEYRON Equilibrio líquido-vapor y sólido-vapor • y si el gas se comporta como gas ideal ln P = - (H/R) 1/T + cte Si H=cte dP/P = (H/R) dT/T2 Ecuacion integrada de Clausius-Clapeyron Ecuacion diferencial de Clausius-Clapeyron

  12. Diagrama de fases del CO2 (comportamiento general) dP/dT > 0 Curvas de presión de vapor

  13. Diagrama de fases del agua (excepción) fusión cristalización dP/dT < 0 condensación evaporación sublimación vaporización

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