Disoluciones Mezcla homogénea de dos o más componentes. Pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas En los seres vivos el 99,9% de las reacciones tienen su origen en disoluciones . Disoluciones *** V depende de T y P, por lo tanto m/v y M depende de T y P Disoluciones AgNO3 w/w 12 %, ρ=1.1080 g/cm3 a 20ºC, 1ATM, Calcular x, m y M Magnitudes molares parciales V = n i ·V*i + n j ·V*j+ n k·V*k……. Condiciones iniciales Condiciones de mezcla a T y P cte Magnitudes molares parciales • Para una sustancia pura el volumen molar parcial es igual a su volumen molar. = V*n • Relación entre volúmenes de la disolución y los volúmenes molares parciales dV = Σi Vi·dni V = Σi Vi·ni = V1·n1+ V2·n2 +…. Vm = Σi Vi·xi Vm=V/n ; n=n1+n2…. Medidas de Vi Se fija n para uno de los componentes de la mezcla y se varia el otro V=Va·na+ Vb·nb Ejercicio. Pág 308. Magnitudes molares parciales • Otras propiedades extensivas µ = Σi µ i·ni H = Σi Hi·ni V = Σi Vi·ni S = Σi Si·ni Relación entre magnitudes molares parciales Gi ó µ ó G = H - TS dG i = -Sidt + VidP + Σi µ i·ni ! Ejercicio 9.4 ! = " dG i % $ ' = µi # dn i & " dG % $ i'=Vi # dPi & " dG % $$ i '' = (S i # dT & T· Magnitudes de mezcla • Permiten predecir el comportamiento de las moléculas que forman parte de la disolución y más específicamente ! sobre las interacciones que tienen en disolución ! en comparación con el componente puro ! "Gmez = G # G * * "Gmez = $ (µi # µi )n i "H mez = H # H * ! "H mez = $ (H i # H i )n i "Smez = S # S * ! "Smez = $ (Si # Si )n i * * "Gmez != "H mez # T"Smez Determinación de las magnitudes molares de mezcla "Vmez • Midiendo el volumen "H mez • Midiendo con un calorímetro la !Midiendo presión de vapor de cada uno de los componentes de una mezcla. ! ! "Gmez = $ n i (µi # µi* ) "Gmez "Gmez "Gmez ! & * Pi * ) = $ n i ((µi + RT % ln( * ) # µi )+ ' * P Pa Pb = n a % RT % ln( * ) + n b % RT % ln( * ) Pa Pb Medida de Magnitudes de mezcla Vm=Vb -V* Vm (ml/mol) Vm=Va-V* 0 Xi 1 Ejercicio 315, 9.5 Calores integrales y diferenciales de disolución • ΔHint = calor absorbido por el sistema al añadir 1 mol de B en un disolvente A para dar una disolucion de Xa, la que sea. "H int • "H mez = nb ΔHdif = calor absorbido por el sistema al añadir 1 mol de B a un volumen infinito de A. dH dH dis H b # dn b $ H b* # dn b "H!dif = = = = H b $ H b* dn b dn b dn b "H dif = H b $ H b* Ejercicio 318, 9.6 Disoluciones ideales • “Mezcla de moléculas de distinta especie en donde la sustitución de una de ellas por la otra no provoca cambios en la estructura espacial, potencial químico o de las interacciones intermoleculares presentes en la disolución”. Ejemplos: molécula de estructura química similares... ! Disoluciones ideales µi = µi* + RT ln(x i ) Punto de vista macroscópico µ 0 = µ* Potencial químico estándar igual sustancia potencial sustancia pura ! * "Gmez = $ (µi # µi )n i !"Gmez = RT(n b ln(x b ) + n a ln(x a )) "Smez = #R(n b ln(x b ) + n a ln(x a )); ! ! "H mez = 0 "Gmez = "H mez # T"Smez ! Magnitudes de mezcla disoluciones ideales cal/mol TΔSmez/n ΔHmez/n ΔGmez/n xb J/mol ! Presión de vapor Ley de Raoult P = P1+ P2 + P3 + P4……. P1=x1v·P Pi µ i = µi + RT " ln( * ) P v * l * µ i = µi + RT " ln(x i ) v l l* µ = µ ;" µi + RT # ln(x i ) =µi *v µ =µ *l v* Pi + RT # ln( * ) P Presión de Vapor Pi ln(x i ) = ln( * ) P Pi * l l x i = * " x i # Pi = Pi Pi l l * x i # Pi = P # x v i ! P = P1+ P2 + P3 + P4……. ! * a * b l b * b P = (P " P ) # x + P Ley de Raoult • Ejercicio 9.7, sección 9.6 • Magnitudes molares parciales µ = µ* (T,P) + RT " ln(x i ) $µ Si = #( ) = Si* # RT " ln(x i ) $T Vi = V * i H i = H i* ! ! " mez H = 0 " mezV = 0 " mez # 0 Disoluciones diluidas ideales • “Dentro de la disoluciones ideales aparece un límite en el que el comportamiento de la disolución es diferente al de la disolución ideal. Este límite aparece cuando las moleculas de soluto sólo interaccionan con moleculas de disolvente, es decir cuando están a una elevada dilución”. Sólo se cumple para no electrolitos Disoluciones diluidas ideales • Propiedades termodinámicas de las disoluciones ideales. – Estados Estándar del disolvente. » El mismo que el de la sustancia pura * µ =µ 0 0 µ = f (T,P) – Estados Estándar del soluto » Diferente que el de la sustancia pura, valor extrapolado desde xi muy pequeña (diluida) hasta el punto de corte donde xi = 1 µ0 µ ! µ* ! Ln(xi) x 1 Disoluciones diluidas ideales v µ i = µi v* Pi + RT " ln( * ) P lo µ i = µi + RT " ln(x i ) µi + RT " ln(x i ) = µi ! v* Pi + RT " ln( 0 ) P ! lo v* lo v* µi # µi l* l Pi = RT " ln( ) 0 xiP µi # µi Pi 0 = ln( ) $ P "e 0 RT xiP l Kx i = Pi ! P0=1bar o µ i l # µ i v* RT Pi = xiP 0 Disoluciones diluidas ideales Disolvente sigue la ley de Raoult Soluto sigue la ley de Henry Desviaciones + Desviaciones Acetona + cloroformo