REGLA DE LAS FASES Ante Antes s de cons consid idera erarr los los equi equili libr brio ios s entre entre fase fases s que que se esta establ blec ecen en en los los sistemas sistemas multicomp multicomponente onentes, s, debe introduci introducirse rse una regla regla general, general, conocida conocida como Regla Regla de las fases, fases, que fue deducida deducida teóricamente teóricamente por Gibbs Gibbs (1876) (1876) de los principios de la Termodinmica, pero puede aplicarse simplemente como regl regla, a, con con inde indepe pend ndenc encia ia de sus sus fund fundam ament entos os teór teóric icos os!! "sta "sta se pued puede e compr comprend ender er me#or me#or consid considera erando ndo antes antes algunos algunos e#empl e#emplos os tomado tomados s de los sistemas de un solo componente!
Numero de fases "l establecimiento de la regla termodinmica que rige el equilibrio que puede apare aparecer cer entre entre distin distintas tas fases, fases, en cualqu cualquier ier sistem sistema, a, requi requier ere e la de$nic de$nición ión pre%ia pre%ia & precisa precisa de tres conceptos! conceptos! "l primero primero es el llamado llamado fase, fase, la cual se de$ e$ne ne como omo la part parte e de un sist sistem ema a que en su tota totallida idad es uni unifor forme considerado f'sica & qu'micamente! na fase puede consistir en cierta cantidad, grande o pequea de materia, que pued puede e esta estarr en una una solo solo porc porció ión n o di%i di%idi dida da en dife difere rent ntes es porc porcio iones nes ms ms pequeas! *e esta forma, +e +ielo representa una fase, tanto si est en un solo bloque como di%idido en troos pequeos! -in embargo, esta fragmentación no debe alcanar las dimensiones moleculares! *e partic rticul ular ar inter nter.s .s es el número de fases pres present entes es en un sist sistem ema a representado por /! *ada la completa miscibilidad de todos los gases, solo e0iste una fase gaseosa en todos los sistemas! Algunos l'quidos son inmiscibles unos unos en otros otros &, por tanto, tanto, puede pueden n e0ist e0istir ir difer diferent entes es fases fases liquid liquidas as en un sist sistem ema a en equi equili libr brio io!! os os dife difere rent ntes es sóli sólido dos, s, tanto tanto si tien tienen en dife difere rente nte composición qu'mica, como si tienen la misma composición pero con diferente estructura cristalina, constitu&en diferentes fases!
Numero de componentes de un sistema "s necesario considerar de qu. información se debe disponer para especi$car la composic composición ión qu'mica qu'mica de un sistem sistema! a! "l número de componentes, componentes, que se repr represe esenta nta con 2 se de$ne de$ne como como el menor menor n3mero n3mero de especi especies es qu'mic qu'micas as diferentes e independientes, necesario para describir la composición de cada una de las diferentes fases del sistema! a composición de una disolución de a3car en agua, por e#emplo, se describe especi$cando que estn presentes a3car & agua! "0isten dos componentes! -i esta disolución se enfr'a puede comenar a separarse una fase formada por a3car sólido! *e acuerdo con la de$nición, el sistema tambi.n tendr dos componentes, si bien la fase liquida estar formada tan solo de una especie qu'mica! "l n3mer n3mero o de comp compon onent entes es que que se asig asigna na a un sist sistem ema a depe depend nde e de las las condiciones en que este se encuentre!
Numero de grados de libertad
Algunas propiedades de cada fase de un sistema son independientes de la cantidad de fase presente! As', la temperatura, presión, densidad e 'ndice de refracción de un gas, por e#emplo, son independientes de la cantidad de gas que este presente! as propiedades anlogas a las indicadas, que son caracter'sticas de las fases de un sistema por separado, e independientes de la cantidad de materia que e0iste en cada fase, se llaman propiedades intensi%as! "n cambio, otras propiedades, como peso & %olumen de cada fase, que dependen de la cantidad de materia de la fase, se conocen como propiedades e0tensi%as! as propiedades de este 3ltimo no importan tanto en el estudio de los equilibrios entre fases! n aspecto importante de los problemas de balance & de energ'a combinado es como asegurar que las ecuaciones de procesos o con#untos de modelos est.n determinados, es decir, tengan por lo menos una solución &, o#al, no ms de una solución! a pregunta es4 52untas %ariables son incógnitas, & por ende de cuantas es necesario que se especi$quen los %alores en cualquier problema "l n3mero de grados de libertad es el n3mero de %ariables en un con#unto de ecuaciones independientes a los que es necesario asignar %alores para resol%er las ecuaciones! A+ora bien, sea un sistema termodinmico en equilibrio que tiene c componentes diferentes que se encuentran en f fases distintas! a regla de las fases a$rma que el n3mero de grados de libertad (n!g!l) del estado de equilibrio es4 n!g!l c f 9 : "l : es el n3mero de %ariables de estado del sistema (temperatura & presión)! *emostración4 a condición interna de una fase simple que contiene c componentes est determinada por la raón de la composición de los componentes! "sto signi$ca que +a& c 1 ecuaciones relacionadas con la composición! Adems las %ariables ; & T son comunes a todas las fases, de manera que e l n3mero de %ariables es ((c c) < f 9 :)! ;uesto que el sistema se encuentra en equilibrio termodinmico se cumple que los potenciales qu'micos de cada componente es el mismo en cada una de las fases! a regla de la fase pre%. que en una especie pura una fase tiene dos libertades= dos fases en equilibrio, una libertad= & en tres fases en equilibrio, el n3mero de libertad es cero!
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