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Republica Bolivariana De Venezuela
Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior Ciencia Y
Tecnología
Instituto Politécnico Santiago Mariño
Catedra: Termodinámica II
Maracaibo Estado Zulia
Alumno:
Jairo Ordoñez
CI 22479003
Sección: S
MARACAIBO, FEBRERO DE 2018
POTENCIAL QUÍMICO EN EL EQUILIBRIO DE FASES
 Supongamos un sistema formado por una mezcla de dos sustancias 1 y 2. La
energía libre se puede expresar como:
 G =  1 n 1 +  2 n 2
 ni es el número de moles de cada componente
 i es el potencial químico del componente i en el sistema es una magnitud
intensiva que indica el desplazamiento espontáneo de la materia (de i altos a i
bajos)
 El conocimiento de los fundamentos de la termodinámica del equilibrio entre fases
es indispensable para poder discutir las operaciones unitarias de transferencia
de materia destinadas a la separación de mezclas. De hecho, la transferencia de
materia ocurre debido a que el sistema no se encuentra en equilibrio y por tanto,
los componentes se transfieren entre las fases en contacto hasta alcanzar el
equilibrio. Las composiciones de equilibrio dependen de ciertas variables como la
presión, la temperatura y la naturaleza química y la composición de la mezcla
global. La termodinámica del equilibrio entre fases establece las relaciones entre
las variables que determinan el equilibrio y que permanecen constantes cuando
éste se ha alcanzado.
POTENCIAL QUÍMICO EN EL EQUILIBRIO DE FASES
 El equilibrio entre fases en el caso de mezclas multicomponentes no puede
resolverse mediante representaciones gráficas de las propiedades, como
ocurre en el caso del equilibrio líquido-vapor en mezclas binarias, o el
equilibrio líquido-líquido en mezclas ternarias, donde los datos de equilibrio
pueden quedar perfectamente representados en un plano. Por tanto, hay que
aplicar procedimientos analíticos y representar las propiedades
termodinámicas mediante ecuaciones algebraicas. Puesto que las
propiedades de la mezcla dependen de la presión (P), de la temperatura (T) y
de las composiciones de las fases (xi), tales ecuaciones tienden a ser
complicadas.
 En un sistema heterogéneo cerrado, formado por f fases y c componentes,
cada fase puede considerarse como un sistema abierto con respecto al
sistema global. Dicho sistema está en equilibrio si todas las fases se
encuentran a la misma presión y temperatura y si para todos los
componentes se cumple que el potencial químico es el mismo en todas las
fases. Con el fin de simplificar la ecuación abstracta de igualdad de
potenciales químicos, Lewis definió una función denominada fugacidad que
permite transformar la condición de igualdad de potenciales químicos en
igualdad de fugacidades.
MEZCLAS DE GASES IDEALES
 La mezcla ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía
interna y la entalpía de la mezcla es igual al de los componentes puros por
separado, es decir el volumen, la energía y la entalpía de mezcla es nula. Cuanto
más se acerquen a estos valores los de una mezcla real más ideal será la mezcla.
Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este
coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones. Simplifica enormemente
los cálculos y se usa de referencia para las mezclas reales.
MODELO DE MEZCLA
 La mezcla ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía
interna y la entalpía de la mezcla es igual al de los componentes puros por
separado, es decir el volumen, la energía y la entalpía de mezcla es nula. Cuanto
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Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este
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los cálculos y se usa de referencia para las mezclas reales.
MEZCLAS DE GASES IDEALES
FUGACIDAD Y COEFICIENTE DE
FUGACIDAD
¿Qué es la
Fugacidad?
Es una propiedad
termodinámica auxiliar,
que actúa como factor
para corregir y
transformar una
ecuación teórica ideal
en una situación
practica real
Coeficiente
de
Fugacidad
Es la razón entre la
fugacidad y presión. En
los casos de los gases la
presión del gas es igual a
la presión del sistema. En
las sustancias liquidas se
debe considerar la presión
de vapor entendiéndola
como una función de la
temperatura del liquido
COEFICIENTE DE FUGACIDAD EN
COMPUESTOS PUROS
FUNCION DEL CALCULO DE LA
FUGACIDAD Y SU COEFICIENTE
 Permite conocer el comportamiento de una sustancia o mezclas para
poder experimentar con está teniendo un margen de error conocido.
Además otorga datos indirectos sobre su estabilidad.
COEFICIENTE DE FUGACIDAD EN
MEZCLAS
 Se debe ponderar cada una de las propiedades críticas con las
fracciones molares en el vapor de cada sustancia. Luego de dicha
ponderación, se tiene que evaluar los coeficientes viriales (que
relacionan las energías del sistema o sustancia) de mezcla y
utilizando las propiedades de estado
PARA LIQUIDOS O LIQUIDO-GAS
Estos cálculos, fueron diseñados idealmente para
trabajar con gases. Por tal motivo, es que se
deben corregir los resultados. Esto mediante el
factor de corrección de Pointing
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en especies
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Relación entre la
temperatura, presión,
entalpia y entropía y
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en especies
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compara con las ideales
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  • 1. Republica Bolivariana De Venezuela Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior Ciencia Y Tecnología Instituto Politécnico Santiago Mariño Catedra: Termodinámica II Maracaibo Estado Zulia Alumno: Jairo Ordoñez CI 22479003 Sección: S MARACAIBO, FEBRERO DE 2018
  • 2. POTENCIAL QUÍMICO EN EL EQUILIBRIO DE FASES  Supongamos un sistema formado por una mezcla de dos sustancias 1 y 2. La energía libre se puede expresar como:  G =  1 n 1 +  2 n 2  ni es el número de moles de cada componente  i es el potencial químico del componente i en el sistema es una magnitud intensiva que indica el desplazamiento espontáneo de la materia (de i altos a i bajos)  El conocimiento de los fundamentos de la termodinámica del equilibrio entre fases es indispensable para poder discutir las operaciones unitarias de transferencia de materia destinadas a la separación de mezclas. De hecho, la transferencia de materia ocurre debido a que el sistema no se encuentra en equilibrio y por tanto, los componentes se transfieren entre las fases en contacto hasta alcanzar el equilibrio. Las composiciones de equilibrio dependen de ciertas variables como la presión, la temperatura y la naturaleza química y la composición de la mezcla global. La termodinámica del equilibrio entre fases establece las relaciones entre las variables que determinan el equilibrio y que permanecen constantes cuando éste se ha alcanzado.
  • 3. POTENCIAL QUÍMICO EN EL EQUILIBRIO DE FASES  El equilibrio entre fases en el caso de mezclas multicomponentes no puede resolverse mediante representaciones gráficas de las propiedades, como ocurre en el caso del equilibrio líquido-vapor en mezclas binarias, o el equilibrio líquido-líquido en mezclas ternarias, donde los datos de equilibrio pueden quedar perfectamente representados en un plano. Por tanto, hay que aplicar procedimientos analíticos y representar las propiedades termodinámicas mediante ecuaciones algebraicas. Puesto que las propiedades de la mezcla dependen de la presión (P), de la temperatura (T) y de las composiciones de las fases (xi), tales ecuaciones tienden a ser complicadas.  En un sistema heterogéneo cerrado, formado por f fases y c componentes, cada fase puede considerarse como un sistema abierto con respecto al sistema global. Dicho sistema está en equilibrio si todas las fases se encuentran a la misma presión y temperatura y si para todos los componentes se cumple que el potencial químico es el mismo en todas las fases. Con el fin de simplificar la ecuación abstracta de igualdad de potenciales químicos, Lewis definió una función denominada fugacidad que permite transformar la condición de igualdad de potenciales químicos en igualdad de fugacidades.
  • 4. MEZCLAS DE GASES IDEALES  La mezcla ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía interna y la entalpía de la mezcla es igual al de los componentes puros por separado, es decir el volumen, la energía y la entalpía de mezcla es nula. Cuanto más se acerquen a estos valores los de una mezcla real más ideal será la mezcla. Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones. Simplifica enormemente los cálculos y se usa de referencia para las mezclas reales. MODELO DE MEZCLA  La mezcla ideal es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía interna y la entalpía de la mezcla es igual al de los componentes puros por separado, es decir el volumen, la energía y la entalpía de mezcla es nula. Cuanto más se acerquen a estos valores los de una mezcla real más ideal será la mezcla. Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones. Simplifica enormemente los cálculos y se usa de referencia para las mezclas reales.
  • 6. FUGACIDAD Y COEFICIENTE DE FUGACIDAD ¿Qué es la Fugacidad? Es una propiedad termodinámica auxiliar, que actúa como factor para corregir y transformar una ecuación teórica ideal en una situación practica real Coeficiente de Fugacidad Es la razón entre la fugacidad y presión. En los casos de los gases la presión del gas es igual a la presión del sistema. En las sustancias liquidas se debe considerar la presión de vapor entendiéndola como una función de la temperatura del liquido
  • 7. COEFICIENTE DE FUGACIDAD EN COMPUESTOS PUROS
  • 8. FUNCION DEL CALCULO DE LA FUGACIDAD Y SU COEFICIENTE  Permite conocer el comportamiento de una sustancia o mezclas para poder experimentar con está teniendo un margen de error conocido. Además otorga datos indirectos sobre su estabilidad. COEFICIENTE DE FUGACIDAD EN MEZCLAS  Se debe ponderar cada una de las propiedades críticas con las fracciones molares en el vapor de cada sustancia. Luego de dicha ponderación, se tiene que evaluar los coeficientes viriales (que relacionan las energías del sistema o sustancia) de mezcla y utilizando las propiedades de estado
  • 9. PARA LIQUIDOS O LIQUIDO-GAS Estos cálculos, fueron diseñados idealmente para trabajar con gases. Por tal motivo, es que se deben corregir los resultados. Esto mediante el factor de corrección de Pointing
  • 11. FUGACIDAD EN ESPECIES PURAS Fugacidad en especies puras gaseosas Relación entre la temperatura, presión, entalpia y entropía y su variación respecto al ideal Fugacidad en especies liquidas puras Se limita a la presión, volumen y temperatura de la sustancia y las compara con las ideales obteniendo así la fugacidad del liquido
  • 13. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 14. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 15. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 16. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 17. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 18. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 19. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 20. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 21. CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA EL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
  • 28. PROPIEDADES DE FASE LIQUIDA A PARTIR DE DATOS EVL
  • 29. PROPIEDADES DE FASE LIQUIDA A PARTIR DE DATOS EVL
  • 30. ECUACIONES DE GIBBS/DUHEM  Describe la relación entre los cambios en el potencial químico de los componentes de un sistema termodinámico  Derivación  La derivación de la ecuación de Gibbs/Duhem a partir de ecuaciones termodinámicas de estado básica es directa. El diferencial total de la energía libre de Gibbs G en términos de sus variables naturales es:  Sustituyendo las dos primeras derivadas parciales por su valores según las relaciones de Maxwell se obtiene lo siguiente:  Dado que el potencial químico no es mas que otro nombre para la propiedad energía libre de Gibbs como propiedad molar parcial, se tiene que:
  • 31. ECUACIONES DE GIBBS/DUHEM  Se diferencia esta expresión para obtener:  Si se restan la dos expresiones para el diferencial total de G se obtiene la ecuación de Gibbs/Duhem