1. Potencial Químico (Porter)
En aleaciones es de interés conocer la energía libre de una fase dada cambiara cuando átomos son
agregados o removidos. Si una pequeña cantidad de A,
mol, es agregada a una gran cantidad
de una fase a temperatura y presión constante, en tamaño del sistema aumentara por
y por lo
tanto la energía libre total del sistema también aumentara por una pequeña cantidad
. Si dna
es lo suficientemente pequeña
será proporcional a la cantidad de A agregado. Así podemos
escribir
(1)
La constante de proporcionalidad
es llamada energía libre molar parcial de A o
alternativamente el potencial químico de A en la fase. depende de la composición de la fase, y
por lo tanto
debe ser tan pequeña que la composición no es significativamente alterada. Si la
ecuación (1) es re – escrita se puede observar que una definición del potencial químico de A es
(2)
El símbolo se ha usadoparala energíalibre de Gibbspara enfatizarel hecho de quese refiere atodo
el sistema. El símbolo usual será usado para denotar la energía libre molary es por lo tanto
independiente del tamaño del sistema.
Ecuaciones similares para (1) y (2) pueden ser escritas para los otros componentes en la solución.
Para una solución binaria a temperatura y presión constante las contribuciones separadas se
pueden resumir:
(3)
Esta ecuación puede ser extendida mediante la adición deotrostérminosde solucionesque
contienenmás de dos componentes. Si T y P cambian, se debe agregar los términos
dando la ecuación general
Si 1 mol de la fase original contiene
mol de A y
mol de B, el tamaño del sistema puede ser
aumentado sin alterar la composición, si A y B son agregados en las correctas proporciones, es
decir, de tal manera que
. Por ejemplo si la fase contiene dos veces más átomos
de A como átomos de B (
) la composición puede ser mantenida constante
mediante la adición de dos átomos de A por cada un átomo de B (
). De este modo el
tamaño del sistema puede ser aumentado por 1 mol sin cambiar
y . Para hacer esto
mol
de A y
mol de B deben ser agregados y la energía libre del sistema aumentara mediante la
energía libre molar . Por lo tanto desde la ecuación (3)

2. (4)
Donde se conoce como una función de
y
, como en la Figura 1 por ejemplo,
y
pueden ser obtenidos mediante la extrapolación de la tangente a la curva aloslados deldiagrama
deenergía libremolarcomo se muestra en la Figura 2. Esto puede ser obtenido desde las
ecuaciones (3) y (4), recordando que
, es decir,
, y esto se deja como un
ejercicio para el lector. Está claro, a partir de la Figura 2, que
y
varia sistemáticamente con
la composición de la fase.
Figura 1 – Energía libre molar (Energía libre por 1 mol de solución) para una solución sólida ideal.
Figura 2 – Relación entre la curva de energía para una solución y los potenciales químicos de los
componentes.
y
para una solución ideal queda como

3. Estas relaciones son mostradas en la Figura 3. Las distancias ac y bd son simplemente
.
Figura 3 – Relación entre la curva de energía y los potenciales químicos para una solución ideal.
y