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7/24/2019 Equilibrio Qumico TERMO (2)
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Equilbrio Qumico e de Fases
O equilbrio termodinmico de um sistema definido quando este se encontra
isolado da sua vizinhana e nenhuma mudana macroscpica observada no mesmo.Para que este estado seja atingido deve e!istir no sistema uniformidades.
" temperatura para todo o sistema deve ser uniforme ou seja n#o deve haver
troca de calor espontaneamente de um local para o outro quando o sistema estiver
isolado.
"lm disso o sistema deve equilibrado mecanicamente isto todas as foras
aplicadas ao sistema devem estar equilibradas.
$esmo com essas caractersticas acima alcanadas o sistema ainda pode
sofrer alguma rea#o qumica ou transfer%ncia de massa entre suas fases n#o
estando neste caso equilibrado termodinamicamente.
&evido a isso foram criados alguns critrios para que se possa estabelecer se o
sistema realmente possui o equilbrio termodinmico.
'.' ( )quilbrio *umico
'.'.' +ritrios do )quilbrio *umico
+onsiderando um sistema em equilbrio qumico em certa press#o e
temperatura estabelecidas a composi#o qumica dessa mistura n#o varia mesmo que
de maneira espontnea ocorra a transforma#o de produtos e reagentes e vice,versa
mas n#o ocorre varia#o global nos valores da composi#o qumica de cada reagente
presente.
-abe,se que quando h transfer%ncia de calor para dentro de um sistema
compressvel e com massa fi!a o aumento de entropia do sistema e!presso atravs
de/
dSsis Q
T
Onde /
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dSsis 0 1aria#o da entropia do sistema
d*. 0 +alor trocado no sistema
2 0 2emperatura do sistema
)ntretanto caso o sistema e sua vizinhana formem um sistema adiabtico area#o resultante d-sis3 4. " propriedade de entropia importante pois o sistema
varia sua entropia at atingir um valor m!imo interrompendo a rea#o a partir desse
valor.
+aso o sistema n#o seja adiabtico a rela#o ser diferente pois o valor
transferido entre sistema e vizinhana deve ser levado em considera#o. +onsiderando
o sistema como simples compressvel com massa fi!a e sujeito apenas aos modos de
trabalho de quase,equilbrio e temperatura 2 e press#o P especificadas temos que as
seguintes rela5es podem ser aplicadas partindo,se da Primeira e -egunda 6eis da
2ermodinmica/
QPdV=dU
dSsis Q
T
&e forma que/
dUPdVTdS0
Pode,se relacionar a e!press#o acima com a 7un#o de 8ibbs 98 0 : ( 2-;
atravs da sua diferencia#o com temperatura e press#o constantes/
dGT , P=dHTdSSdT
dGT ,P=(dU+PdV+VdP)TdSSdT
dGT , P=dU+PdVTdS
Portanto pode,se verificar que/
dGT , P 0
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e
c=c >d=d ,a=a ,b=b0 4
Onde a fun#o molar de 8ibbs 9potencial qumico; na temperatura e
press#o especficas e d? a varia#o do n@mero de mols. &eve,se lembrar que
necessrio multiplicar as fun5espelo determinado coeficiente estequiomtrico 9i;
adicionando sinal negativo caso seja reagente 9consumido; e sinal positivo caso seja
produto 9formado;.
Para um sistema de m@ltiplos componentes e de fase @nica 8 ser fun#o da
temperatura 2 da Press#o p e do n@mero de mols de cada componente presente.
8 0 892pn'nA...nj;
$ultiplicando toda a equa#o por um fator de crescimento BaC o tamanho de
todo o sistema ser alterado pelo mesmo fator o mesmo ocorrendo com a propriedade
e!tensiva. +om isso a equa#o de 8ibbs fica da forma/
a8 0 892pn'nA...nj; 0 892pan'anA...anj;
&erivando a equa#o em a mantendo,se a temperatura a press#o e o n@mero de mols
constantes obtm,se
G= G
(an1)n
1+
G
(an2)n
2++
G
(anj)nj
Para a 0 ' podemosobter a seguinte e!press#o
G=i=1
j
ni
(
G
ni)T , p , ni
O ni na equa#o indica que todos os n e!ceto ni se mant%m constantes
na diferencia#o
?a e!press#o acima a derivada parcial conhecida como o potencial qumico
do componente i simbolizado por Diou seja/
i=(G ni)T , p , ni
" equa#o de 8ibbs pode ent#o ser representada por/
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G=i=1
j
ni i
&iferenciando a equa#o acima com p e 2 constantes t%m,se
dG=i=1
j
i d ni
+omo visto anteriormente o critrio de equilbrio para o sistema
dGT , P=0 ou seja
i=1
j
i d ni=0
Para uma sustncia pura de uma @nica fase podemos encontrar o potencial
qumico atravs da rela#o abai!o
80 n
6ogo/
G
n
= g
?este caso o potencial qumico a fun#o de 8ibbs por mol
'.'.A ( " constante de equilbrio das misturas de gases ideais
)m uma mistura de gases ideais o valor da fun#o de 8ibbs varia em fun#o
da 2emperatura e Press#o. )m geral esses valores s#o tomados em refer%ncia a uma
press#o fi!a P4de ' atm.
+aso a 2emperatura no processo seja constante a fun#o de 8ibbs dada por/
=T
) a equa#o para mudana de entropia em processos isotrmicos /
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=Rln(P
2
P1)
) portanto a varia#o da fun#o de 8ibbs /
=R T ln(P
2
P1)
"ssim para um componente i de uma mistura de gases ideais com press#o
Parcial Pi a fun#o de 8ibbs /
(T ,Pi )= (T)RTln(Pi )
Onde (T) a fun#o de 8ibbs do componente i a press#o de ' atm e
temperatura 2 press#o parcial Pi em atmosferas tem,seEEE9n#o entendi essa parte;