A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

TMA 01 Misturas Simples Diferenciação entre substâncias Puras e misturas simples Assume-se em geral que em misturas simples não existe reação Termodinamicamente.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "TMA 01 Misturas Simples Diferenciação entre substâncias Puras e misturas simples Assume-se em geral que em misturas simples não existe reação Termodinamicamente."— Transcrição da apresentação:

1 TMA 01 Misturas Simples Diferenciação entre substâncias Puras e misturas simples Assume-se em geral que em misturas simples não existe reação Termodinamicamente Energia associada com a mistura apenas e com as interações entre as substâncias, que não envolvam reação Misturas de dois componentes A e B Para gases ideais

2 TMA 02 Volume Parcial Molar Adiciona 1 mol de H 2 O A diferença de aumento de volume depende do tipo de molécula que envolvem as moléculas de água adicionadas Adiciona 1 mol de H 2 O Volume Molar da H 2 O : 18 cm 3 mol -1 Volume Molar da H 2 O : 14 cm 3 mol -1 Volume aumenta de 18 cm 3 mol -1 Volume aumenta de 14 cm 3 mol -1 Definição : Volume molar da substância A em uma mistura é a variação de volume por mol de A adicionada a um grande volume de mistura.

3 TMA 03 Volume Parcial Molar – representação Volume Parcial Molar da água Volume Parcial Molar do etanol Percentual de etanol T= 25 o C Onde n ´ significa todos os outros componentes presentes Etanol Água

4 TMA 04 Definição : O volume parcial molar ( que pode ser positivo ou negativo) é o coeficiente angular da curva do volume total da amostra pelo numero de moles de um dos componentes, quando são mantidos constantes a Pressão; a temperatura; e a quantidades dos outros componentes Misturas de dois componentes A e B Quantidade de A, (n A ) Qual o significado do volume parcial molar negativo ? O que acontece se a Temperatura variar? Volume Parcial Molar – cont.

5 TMA 05 Definição : O conceito de quantidade parcial molar pode ser aplicada a qualquer variável extensiva, que seja função de estado. Ex. Energia livre de Gibbs parcial molar. Complemento: Para uma substância Pura o potencial químico representa a Energia Livre de Gibbs Molar. Para uma substância em uma mistura, o potencial químico se define como a Energia Livre de Gibbs Parcial Molar. Definição: O potencial químico é o coeficiente angular da curva de Energia Livre de Gibbs em função do número de moles do componente J, quando são mantidos constantes a Pressão; a temperatura; e a quantidades dos outros componentes. Energia Livre de Gibbs Parcial Molar Onde n ´ significa todos os outros componentes presentes

6 TMA 06 Misturas de dois componentes A e B Energia Livre de Gibbs Parcial Molar - cont Se não há variação de massa Se P e T são constantes com variação de massa (n J ) Geral – Equação fundamental geral da Termodinâmica

7 TMA 07 Energia Livre de Gibbs Parcial Molar - cont Definição : O potencial químico mostra como as grandezas termodinâmicas extensivas A, H, U e G dependem da composição Se P e T = Constante Função de estado Equação de Gibbs-Duhem ?

8 TMA 08 Energia Livre de Gibbs de misturas Exemplo clássico : Mistura de dois gases ideais Misturas de dois componentes A e B AB Se P e T = Constante Inicial (gases separados) G i Final (Mistura de gases) (Sem reação) G f AB T, P constante G=G f - G i

9 TMA 09

10 TMA 10 Potencial Químico de líquidos Potencial químico gás puro Para falarmos em fases condensadas e Importante a relação entre fase condensada e pressão de vapor Átomos de A líquido T rere rcrc Na condição de equilíbrio existe um equilíbrio entre evaporar e condensar. Existe um equilíbrio entre a taxa de evaporação e taxa de condensação No equilíbrio define-se a pressão de vapor

11 TMA 11 Átomos de A líquido T rere rcrc Taxa de evaporação – É função da força de ligação entre átomos. Quanto maior a força de ligação menor a taxa de evaporação. Taxa de condensação – depende da concentração de átomos de A no estado vapor que se chocam com a superfície do líquido por unidade de tempo. Esta taxa de condensação é proporcional à pressão parcial Átomos de B líquido T rere rcrc T rere rcrc O que acontece se átomos de A e B forem misturados?

12 TMA 12 Potencial Químico de líquidos Potencial químico gás puro O potencial químico de um líquido puro será dado por O potencial químico do liquido A em uma mistura de dois líquidos A e B

13 TMA 13 Lei de Raoult Para misturas de líquidos similares a relação da pressão parcial de vapor de cada componente da mistura em relação à pressão de vapor do componente puro, é aproximadamente igual à fração molar do liquido presente na mistura. François Raoult – Químico Frances Pressão Total Pressão Parcial de A Pressão Parcial de B Pressão Fração Molar de A

14 TMA 14 Lei de Raoult - interpretação - Considerando a taxa de evaporação das moléculas - A presença de um segundo componente interfere na remoção de moléculas do meio líquido mas não impedem a condensação. - Taxa de vaporização - Taxa de condensação - No equilíbrio

15 TMA 15 Lei de Raoult – Afastamento do comportamento Comportamento Ideal Comportamento Real

16 TMA 16 Lei de Raoult – Afastamento do comportamento Característico de misturas de líquidos que apresentam diferenças químicas significativas Quando a solução é muito diluída o solvente comporta-se como ideal Quando em soluções diluídas o soluto apresenta pressão de vapor definida por uma constante de proporcionalidade Lei de Henry

17 TMA 17 Lei de Henry Soluções reais, com baixas concentrações, a pressão de vapor do soluto é proporcional a fração molar, mas a constante de proporcionalidade não é a pressão de vapor do componente puro. William Henry – Químico Inglês Pressão Fração Molar de A São conhecidas como soluções ideais diluídas onde solvente é um líquido puro, ligeiramente modificado. O soluto presente em baixas concentrações

18 TMA 18 - Se as ligações A-B forem mais fortes que A-A e B-B rere T rere T rere Numero de ligaçoes A-A diminuem Numero de ligações A-B aumentam Taxa de evaporação de A diminui se X A diminui Numero de ligaçoes B-B diminuem Numero de ligações A-B aumentam Taxa de evaporação de B diminui se X B diminui Lei de Henry – define a dependência entre taxa de evaporação e composição da mistura

19 TMA 19 XaXa 1 0 Pressão de vapor XaXa 1 0 Se A-B maior que A-A e B-B r e ´(A)< r e (A) Linha de Henry acima da de Raoult Se A-B menor que A-A e B-B r e ´(A)> r e (A) Linha de Henry abaixo da de Raoult

20 TMA 20 Energia Livre de Gibbs de misturas Misturas de dois componentes A e B Solução ideais – que segue a lei de Raoult

21 TMA 21 Energia Livre de Gibbs soluções reais O que foi considerado até agora: -Mistura de gases ideais : não existe interação entre componentes -mistura de líquidos ideal : existe interação entre moléculas mas, em média as forças de interação entre A e B são semelhantes às interações A-A e B-B. -Soluções reais: as interações entre A-A, A-B e B-B são diferentes O tipo de interações em soluções reais definem se a mistura resultará em: - miscibilidade total - Imiscibilidade total - miscibilidade parcial

22 TMA 22 Energia Livre de Gibbs soluções reais Para soluções reais usa-se a função excesso X E Exemplo: S E é a diferença entre a variação de entropia observada e a variação de entropia se a solução fosse ideal

23 TMA 23 Energia Livre de Gibbs soluções reais Exemplo: Função modelo para entalpia Medida da força de interação A-B Endotérmico Exotérmico

24 TMA 24 Energia Livre de Gibbs soluções reais Exemplo: Função para Energia Livre de Gibbs Para > 2 pode gerar separação de fase ?

25 A atividade de um componente em qualquer estado em uma temperatura T é definido como a relação entre a fugacidade da substancia do estado e a fugacidade no estado de padrão. Atividade em solução Solução de gases ideais Solução de fases condensadas ideais Solução de fases condensadas reais

26 Para uma solução real: a atividade de A na solução não pode ser considerada igual a fração molar Existe um fator de aproximação chamado de coeficiente de atividade Este coeficiente é a relação entre a atividade e a fração molar Determinar o coeficiente de atividade é importante para determinar a variação da energia livre Pode ser maior ou menor que 1. Se for maior que 1 diz-se que a solução apresenta deslocamento positivo em relação à lei de Raoult. Se for igual a 1 a solução comporta-se como solução ideal Se for menor que 1 diz-se que a solução apresenta deslocamento negativo em relação à lei de Raoult. H de mistura não é zero O aumento da temperatura tende a aproximar o comportamento de misturas do comportamento ideal. Se >1 o aumento da temperatura tende a diminuir o valor de Se <1 o aumento da temperatura tende a aumentar o valor de Se H de mistura é negativo – processo exotérmico – tendência para formação de compostos Se H de mistura é positivo – processo endotérmico – tendência para formação de separação de fases

27 Variação de energia livre – Diagrama de fases -Sistema isobárico -Temperatura e composição variando -A fase existente será aquela que apresenta menor energia livre -Existe uma relação quantitativa de fases que, para uma determinada temperatura e composição correspondem a mínima energia

28 G XBXB A B a c b d

29 G X B A B m s a n q p o b r G X B A B X G B A B m s a n q p o b r

30 Ni Cu Ni Cu Solução sólida Zn Cu Zn Cu Composto de Cu Zn Solução - Líquido Solução Sólida

31 O que define a solubilidade Solução em cobre


Carregar ppt "TMA 01 Misturas Simples Diferenciação entre substâncias Puras e misturas simples Assume-se em geral que em misturas simples não existe reação Termodinamicamente."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google