Este documento explica la condición de equilibrio para un sistema en equilibrio sólido-líquido. Indica que para el equilibrio, los potenciales químicos de las fases deben ser iguales. También discute cómo los potenciales químicos de las fases dependen de la temperatura y la presión.

1. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Supongamos que el siguiente sistema se
encuentra en equilibrio:

2. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Se trata de un equilibrio sólido-líquido, por
lo tanto consideraremos sus potenciales
químicos a T y p constantes.
dG   SdT  Vdp    fase dn fase
fases
En equilibrio dG = 0 a T y p ctes.

3. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Por lo tanto:

fases
fase dn fase  0
Para el equilibrio sólido-líquido
 sol dnsol  liq dnliq  0

4. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Para un sistema de un solo componente, el
cambio en una de las fases es igual al
cambio en la otra.
dnliq   dnsol
Esto es, mientras uno se reduce, el otro
aumenta.

5. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
 sol dnsol  liq (dnsol )  0
 sol dnsol  liq dnsol  0
(  sol  liq )dnsol  0
 sol  liq

6. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Es decir, que los potenciales químicos de
las dos fases son iguales.
Por lo tanto en equilibrio, los potenciales
químicos de las múltiples fases del mismo
componente son iguales

7. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Pero que pasa si los potenciales de las fases
no son iguales????

8. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
La fase con el potencial químico más bajo
es las más estable.

9. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
- Determina si los potenciales químicos de las
fases indicadas son iguales o diferentes. Si son
diferentes, indicar cuál de ellos es más bajo.
• H2O(l) , H2O(g) , H2O(s) a 0.01 °C y 611 Pa
(Punto Triple)
• H2O(l) , H2O(g) , a 101 °C y 1 atm
• H2O(l) , H2O(s). a 20 °C y 1 atm

10. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Utilizamos la ecuación fundamental para un
sistema de un componente:
G   SdT  Vdp (divido entre n)
G
como :  
n
   SdT  Vdp
donde S y V son cantidades molares
     
   S y   V
 T  p  p T

11. CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Donde estas relaciones son las pendientes
de las curvas μ vs T y μ vs p
respectivamente.

12. ESTABILIDAD DE LAS FASES DE UNA SUSTANCIA
PURA
Para una gráfica de μ vs T presión cte. Es
una curva con pendiente negativa.
Para las 3 fases de una sustancia simple
tenemos:
  sol   liq    gas 
    S sol     Sliq     S gas
 T  p  T  p  T  p
A cualquier T S gas  Sliq  S sol

13. ESTABILIDAD DE LAS FASES DE UNA SUSTANCIA
PURA
De modo que para el sólido se tiene una
pendiente ligeramente negativa y el gas un
valor mayor.

14. ESTABILIDAD DE LAS FASES DE UNA SUSTANCIA
PURA
Es importante destacar que las curvas deberían
ser ligeramente cóncavas hacia abajo, aunque en
las imágenes se presentan como rectas.

16. ESTABILIDAD DE LAS FASES DE UNA SUSTANCIA
PURA

17. DEPENDENCIA DE LAS CURVAS μ VS T EN LA
PRESIÓN
Aplicando
  
  V
 p T
En la forma :
d   Vdp

18. DEPENDENCIA DE LAS CURVAS μ VS T EN LA
PRESIÓN
Si disminuye la presión, dp es negativa, V
es positivo por lo tanto dμ negativo y el
potencial químico disminuye
proporcionalmente al volumen de la fase.
Los volúmenes molares del líquido y sólido
son pequeños por lo tanto μ disminuye
poco.

19. DEPENDENCIA DE LAS CURVAS μ VS T EN LA
PRESIÓN

20. DEPENDENCIA DE LAS CURVAS μ VS T EN LA
PRESIÓN

21. DEPENDENCIA DE LAS CURVAS μ VS T EN LA
PRESIÓN
Para el caso del gas, el volumen es
aproximadamente 1000 veces mayor que el
sólido y el líquido, por eso el μ del gas
disminuye considerablemente.

22. DEPENDENCIA DE LAS CURVAS μ VS T EN LA
PRESIÓN