7/24/2019 Equilibrio Qumico TERMO (2)

1/6

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 /

7/24/2019 Equilibrio Qumico TERMO (2)

2/6

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

7/24/2019 Equilibrio Qumico TERMO (2)

3/6

7/24/2019 Equilibrio Qumico TERMO (2)

4/6

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/

7/24/2019 Equilibrio Qumico TERMO (2)

5/6

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 /

7/24/2019 Equilibrio Qumico TERMO (2)

6/6

=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;