Fundamentos de Termodinámica Química: Potenciales y Magnitudes Molares
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1. Relaciones Fundamentales de la Termodinámica
Las siguientes ecuaciones describen las variaciones de las funciones de estado en sistemas termodinámicos:
- Energía Interna (Um):
dUm = T·dSm - P·dVm - Entalpía (Hm):
dHm = T·dSm + Vm·dP - Energía de Helmholtz (Am):
dAm = -Sm·dT - P·dVm - Energía de Gibbs (Gm):
dGm = -Sm·dT + Vm·dP
Resumen de dependencias funcionales
Um = Um(Sm, Vm) | Hm = Hm(Sm, P) | Am = Am(T, Vm) | Gm = Gm(T, P)
2. Coeficientes Característicos en Mezclas y Soluciones
El potencial químico μB se define según el tipo de sistema:
Mezclas de gases
μB(T, p, xB) - μBθ(T) = R·T·ln[(γB(T, p, xB)·P)/pθ]
Mezclas de fases condensadas
μB(T, p, xB) - μBθ(T) = R·T·ln[fB(T, p, xB)·xB] + ∫pθp VB*(T, p)·dp
Disolvente en una solución
μA(T, p, bB) - μAθ(T) = -R·T·ψ(T, p, bB)·MA·bB + ∫pθp VA*(T, p)·dp
Soluto en una solución
μB(T, p, bB) - μBθ(T) = R·T·ln[(γB(T, p, bB)·bB)/bθ] + ∫pθp VB∞(T, p)·dp
3. Reglas de Actividad y Ecuación de Gibbs-Duhem
Regla de actividad:
Y(T, p, nc) = ∑c YB(T, p, nc)·nB
Ym(T, p, xc) = ∑c YB(T, p, xc)·xB
Ecuación de Gibbs-Duhem (a T, P constantes):
dYm(T, p, xc) = ∑c YB(T, p, xc)dxB | ∑c xB·dYB(T, p, xc) = 0
4. Definiciones de Magnitudes Molares y Potencial Químico
- Magnitud molar parcial (YB):
YB(T, p, nc) = (∂Y(T, p, nc) / ∂nB)T, p, nA≠B - Potencial químico (μB):
μB(T, p, nc) = (∂G(T, p, nc) / ∂nB)T, p, nA≠B - Coeficiente característico de fugacidad de B:
μB(T, p, xc) - μB,gi*(T, p) = R·T·ln(φ̂B(T, p, xc))