Mărimea molară parțială

În termodinamică , dimensiunea molară parțială a componentei i-a unui amestec este definită ca variația infinitesimală a unei cantități extinse, deoarece numărul de moli al componentei i-a variază, menținând presiunea , temperatura și numărul de alunițe ale celorlalte componente constante. ^[1] ^[2]

În formule:

{\bar {m}}_{i}={\left({\frac {\partial M}{\partial n_{i}}}\right)}_{T,p,n_{j}\neq n_{i}}

{\ displaystyle {\ bar {m}} _ {i} = {\ left ({\ frac {\ partial M} {\ partial n_ {i}}} \ right)} _ {T, p, n_ {j} \ neq n_ {i}}}

{\ displaystyle {\ bar {m}} _ {i} = {\ left ({\ frac {\ partial M} {\ partial n_ {i}}} \ right)} _ {T, p, n_ {j} \ neq n_ {i}}}

in care ${\bar {m}}_{i}$ ${\ displaystyle {\ bar {m}} _ {i}}$ ${\ displaystyle {\ bar {m}} _ {i}}$ este dimensiunea molară parțială, $M.$ ${\ displaystyle M}$ $M.$ este cantitatea extinsă ^[3] (de exemplu, entalpia sau volumul ), $n_{j}$ ${\ displaystyle n_ {j}}$ $n_ {j}$ Și $n_{i}$ ${\ displaystyle n_ {i}}$ $n_i$ sunt numărul de moli al oricărei componente și al componentei a i-a, $T.$ ${\ displaystyle T}$ $T.$ Și $p$ ${\ displaystyle p}$ $p$ reprezintă temperatura și presiunea sistemului .

În condițiile de mai sus de temperatură și presiune constante, ecuația Gibbs-Duhem mai deține:

\sum x_{i}d{\bar {m}}_{i}=0

{\ displaystyle \ sum x_ {i} d {\ bar {m}} _ {i} = 0}

{\ displaystyle \ sum x_ {i} d {\ bar {m}} _ {i} = 0}

in care $x_{i}$ ${\ displaystyle x_ {i}}$ $x_i$ este fracția molară a componentei a i-a.

O cantitate parțială molară fundamentală în termodinamică este potențialul chimic .

Dimensiuni molare parțiale și dimensiuni molare

Experiment folosit pentru a arăta diferențele dintre dimensiunile parțiale molare și dimensiunile molare .

Valoarea unei cantități parțiale molare este egală cu valoarea cantității molare corespunzătoare ^[4] numai dacă amestecul este ideal , adică dacă interacțiunile dintre molecule de natură diferită sunt de aceeași entitate cu cele care apar între moleculele de aceeași specie chimică.

Pentru a demonstra cele spuse, se poate folosi un experiment de gândire : luați în considerare un vas în care există un amestec gazos compus din două componente, indicate cu (1) și (2) ^[5] . Vasul comunică cu două compartimente, separate de camera principală de două membrane selective, respectiv către componenta (1) și componenta (2) a amestecului. Sistemul este menținut la temperatură și presiune constante. În compartimentele (1) și (2) gazele ocupă volumele $v_{1}$ ${\ displaystyle v_ {1}}$ $v_1$ Și $v_{2}$ ${\ displaystyle v_ {2}}$ $v_ {2}$ , care sunt tocmai volumele molare , în timp ce în cameră (1 + 2) amestecul ocupă un volum constant, egal cu ${\bar {v}}_{1}+{\bar {v}}_{2}$ ${\ displaystyle {\ bar {v}} _ {1} + {\ bar {v}} _ {2}}$ ${\ displaystyle {\ bar {v}} _ {1} + {\ bar {v}} _ {2}}$ .

Acum să acționăm pe primul piston, astfel încât componenta (1) să fie complet amestecată și să măsurăm înălțimea $z_{2}$ ${\ displaystyle z_ {2}}$ $z_ {2}$ la care este adus al doilea piston, apoi coborâm complet al doilea piston și măsurăm înălțimea $z_{1}$ ${\ displaystyle z_ {1}}$ $z_ {1}$ la care a fost adus primul. Dacă amestecul este ideal , volumele parțiale și volumele parțiale molare coincid, iar înălțimile $z_{1}$ ${\ displaystyle z_ {1}}$ $z_ {1}$ Și $z_{2}$ ${\ displaystyle z_ {2}}$ $z_ {2}$ sunt egali. Mai des se întâmplă ca amestecul să fie real, deci $z_{1}\neq z_{2}$ ${\ displaystyle z_ {1} \ neq z_ {2}}$ ${\ displaystyle z_ {1} \ neq z_ {2}}$ .

Notă

^ Wood, Battino , p.119
^(RO) IUPAC Gold Book, "cantitate parțială molară"
^ $M.$ ${\ displaystyle M}$ $M.$ se mai numește mărime totală pentru a-l deosebi de mărimea molară $m$ ${\ displaystyle m}$ $m$ .
^ o dimensiune molară este definită ca: $m=M/n$ ${\ displaystyle m = M / n}$ ${\ displaystyle m = M / n}$
^ aceleași numere indică compartimentele în care sunt prezente gazele pure.

Bibliografie

Scott Emerson Wood, Rubin Battino,Termodinamica sistemelor chimice , Cambridge University Press, 1990, ISBN 978-0-521-33041-1 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere cu dimensiunea molară parțială

Portalul Termodinamicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de termodinamică

[1] Wood, Battino , p.119

[2] (RO) IUPAC Gold Book, "cantitate parțială molară"

[3] $M.$ ${\ displaystyle M}$ $M.$ se mai numește mărime totală pentru a-l deosebi de mărimea molară $m$ ${\ displaystyle m}$ $m$ .

[4] dimensiune molară este definită ca: $m=M/n$ ${\ displaystyle m = M / n}$ ${\ displaystyle m = M / n}$

[5] și numere indică compartimentele în care sunt prezente gazele pure.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]