Regla de las fases Fase (P): toda parte homogénea y físicamente distinta de un sistema, separada de las otras partes del sistema por una superficie definida
Componente (C) : constituyente químico independiente mediante el cual se expresa la composición de una fase.
Grados de libertad (V): variables intensivas independientes que deben ser especificadas para que la condición de un sistema en equilibrio pueda ser completamente definida.
P+V=C+2
1 componente, C=1 1 fase
P= 1
C=1 P= 2 V= 1
V= V= 22 Temperatura o temperatura presión presión son las Temperatura yypresión son las son lasvariables variables variables independientes independientes independientes
C=1 P= 3 V= 0 No hay variables independientes en el punto triple
Diagrama de fases del agua
218 atm
Pto. de fusión normal
Pto. de ebullición normal
Regla de las fases. Diagrama de fases del agua
V=1
Presión
V= 2 V= 2
V=1
Líq
Sól
V= 2
V=1
Gas
Temp V=0
C = 1⇒
P+V=C+2 P+V=3
Diagrama de fases del azufre
En las curvas de equilibrio de dos fases V= 1 En las regiones de estabilidad de una única fase V= 2 En los puntos triples V= 0
Regla de las fases en sistemas reaccionantes P + V = Cind + 2 Cind es el nro de componentes químicos independientes Cind = C-r-a r: Reacciones químicas que vinculan los componentes a= otras condiciones estequiométricas o de presiones
CaCO3(s)
↔
CaO (s) + CO2 (g) T = 300 K
3 Fases : carbonato de calcio, óxido de calcio y dióxido de carbono.P = 3 3 especies químicas o componentes totales, una reacción que las vincula componentes químicos independientes. Cind= 2. a= 0 V = Cind + 2- P V = 2 + 2-3 = 1
O sea fijada la T queda fijada la presión del sistema.
NH4Cl(s) ⇔ HCl(g) + NH3(g) Recipiente cerrado inicialmente sin HCl y NH3
P + V = Cind + 2 P= 2 Cind = C-r-a r= 1, debido a la reacción química a= 1, porque PT = PHCl + P NH3 = 2PHCl = 2P NH3 Cind = 3-1-1= 1
V = Cind + 2 -P V=
1
+ 2 -2 = 1
Fijando una única variable (P ó T) queda totalmente descripto el sistema en equilibrio
NH4Cl(s) ⇔ HCl(g) + NH3(g) Recipiente cerrado inicialmente con HCl y NH3 en cantidades arbitrarias
P + V = Cind + 2 P= 2 Cind = C-r-a r= 1, debido a la reacción química a=0 , porque PT = PHCl + P NH3
2PHCl
2P NH3
Son cantidades arbitrarias y no fijadas por la estequiometría
Cind = 3-1-0 = 2
V = Cind + 2 -P V=
2
+ 2 -2 = 2
Se deben dar dos variables para describir al sistema en equilibrio
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Equilibrios heterogéneos Ley de distribución o reparto
K =
C 1 C 2
La expresión de K es válida para aquellas especies moleculares que sean comunes a ambas fases y siempre que la sustancia disuelta tenga el mismo peso molecular en ambos disolventes.
Equilibrios heterogéneos con especies que presentan un equibrio de asociación en una fase
Fase 1
Fase 2
K =
X1
n X2
X 1
Xn
K eq
n
=
=
X n X 2
n
X 1
K =
K .n K eq
X 2
X n K eq ´´
K
X 1
= n
X n
X1 es la concentración total del soluto en la fase 1 Xn es la concentración total del soluto en la fase 2 si está principalmente asociado
