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fisicoquimica tema tres, Ejercicios de Fisicoquímica

En la literatura se reporta constantemente información sobre propiedades en exceso, especialmente volumen y entalpía de mezcla, a partir de datos experimentales Con esta información es posible calcular otras propiedades, aplicando las reglas de mezclado, que nos llevan a obtener expresiones matemáticas que proveen cálculos satisfactorios para la solución líquida de comportamiento no ideal. Generalmente se evalúan primero las propiedades parciales molares de todos los componentes de la mezcla y posteriormente se calculan otras propiedades. Para los datos de la ilustración mostrada, se calculó la densidad de la mezcla liquida a partir del volumen de mezcla en exceso y las composiciones, de acuerdo a la siguiente relación

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 23/04/2024

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2. Propiedades termodinámicas de sustancias
puras
2.4.- Actividad y coeficiente de actividad Competencia
Actividad: La actividad de un componente i se define como el cociente
entre su fugacidad en un estado y su fugacidad en un estado de
referencia:
𝑎𝑖 = 𝑓𝑖 𝑓𝑖 𝑜 𝑎 𝑇 𝑐𝑡𝑒
La actividad es un parámetro adimensional cuyo valor depende del
estado estándar seleccionado. A dilución infinita, esto es cuando xi
→0, se satisface la ley de Henry:
𝑓𝑖 = 𝐻𝑖𝑥𝑖
Donde Hi es la constante de Henry.
Coeficiente de actividad (𝛶𝑖 ): El coeficiente de actividad es un factor
de corrección que mide la desviación de una solución de su conducta
ideal para un estado dado y se define como:
𝛶𝑖 = 𝑎𝑖 𝑥𝑖
La actividad y el coeficiente de actividad se pueden calcular cuando se
conocen las fugacidades y se pueden usar para predecir el estado de
equilibrio sin suposiciones ideales. Presión parcial real
(𝑷 𝒊 ): 𝑷 𝒊 = 𝛶𝑖𝑥𝑖𝑃𝑖 0
Esta última ecuación se conoce como Ecuación de Raoult modificada.
Cuando se desconocen las fugacidades o no pueden calcularse a
partir de métodos generalizados, las actividades pueden calcularse a
partir de coeficientes de actividad a dilución infinita.
2.5 Propiedades en exceso
Las propiedades en exceso reflejan el grado de alejamiento al
comportamiento ideal que tienen las soluciones, binarias o
multicomponentes, de sustancias químicas de uso diario en la
industria. Se evalúan de acuerdo a la expresión:
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2. Propiedades termodinámicas de sustancias

puras

2.4.- Actividad y coeficiente de actividad Competencia

Actividad: La actividad de un componente i se define como el cociente entre su fugacidad en un estado y su fugacidad en un estado de referencia: 𝑎𝑖 = 𝑓𝑖 𝑓𝑖 𝑜 𝑎 𝑇 𝑐𝑡𝑒 La actividad es un parámetro adimensional cuyo valor depende del estado estándar seleccionado. A dilución infinita, esto es cuando xi →0, se satisface la ley de Henry: 𝑓𝑖 ̅= 𝐻𝑖𝑥𝑖 Donde Hi es la constante de Henry. Coeficiente de actividad (𝛶𝑖 ): El coeficiente de actividad es un factor de corrección que mide la desviación de una solución de su conducta ideal para un estado dado y se define como: 𝛶𝑖 = 𝑎𝑖 𝑥𝑖 La actividad y el coeficiente de actividad se pueden calcular cuando se conocen las fugacidades y se pueden usar para predecir el estado de equilibrio sin suposiciones ideales. Presión parcial real (𝑷̅ 𝒊 ): 𝑷̅𝒊 = 𝛶𝑖𝑥𝑖𝑃𝑖 0 Esta última ecuación se conoce como Ecuación de Raoult modificada. Cuando se desconocen las fugacidades o no pueden calcularse a partir de métodos generalizados, las actividades pueden calcularse a partir de coeficientes de actividad a dilución infinita.

2.5 Propiedades en exceso

Las propiedades en exceso reflejan el grado de alejamiento al comportamiento ideal que tienen las soluciones, binarias o multicomponentes, de sustancias químicas de uso diario en la industria. Se evalúan de acuerdo a la expresión:

Mᴱ= M(real) – M(ideal) E   Donde M es la propiedad de la solución. En la literatura se reporta constantemente información sobre propiedades en exceso, especialmente volumen y entalpía de mezcla, a partir de datos experimentales Con esta información es posible calcular otras propiedades, aplicando las reglas de mezclado, que nos llevan a obtener expresiones matemáticas que proveen cálculos satisfactorios para la solución líquida de comportamiento no ideal. Generalmente se evalúan primero las propiedades parciales molares de todos los componentes de la mezcla y posteriormente se calculan otras propiedades. Para los datos de la ilustración mostrada, se calculó la densidad de la mezcla liquida a partir del volumen de mezcla en exceso y las composiciones, de acuerdo a la siguiente relación ρ = (x1 PM1 + x2 PM2) / (VmE + x1 V1 + x2 V2) Donde 𝑃𝑀𝑖 son los pesos moleculares y Vi los volúmenes molares de los componentes puros. La energía libre de exceso La energía libre en exceso para un sistema binario puede representarse con la ecuación: 𝑮𝑻,𝑷 𝑬 = 𝑹𝑻(𝒏𝟏𝒍𝒏𝜰𝟏 +𝒏𝟐𝒍𝒏𝜰𝟐 ) Si se encontrara una ecuación de la energía libre en exceso como una función de la composición, se podría entonces, a partir de datos experimentales, calcular las constantes de dicha ecuación y con ella estimar los coeficientes de actividad para una composición en particular, es decir, extender los datos de equilibrio en todo el rango de composición. Se han propuesto muchas ecuaciones de diferentes grados de exactitud, aunque ninguna de ellas es totalmente exacta.