10 Potencial químico Parte 3

Summary

El guion del video proporciona una explicación detallada del potencial químico, una propiedad molar parcial que depende de la temperatura, presión y composición de la solución. Se destaca que el potencial químico es esencial para entender la energía libre de Gibbs y su relación con la entropía y el volumen molar parcial de los componentes. La discusión incluye cómo a partir de los potenciales químicos se pueden calcular propiedades termodinámicas como la entalpía molar parcial y la energía interna molar parcial. Además, se menciona la importancia del cumplimiento de la regla de aditividad en la energía libre de Gibbs para determinar todas las demás propiedades termodinámicas de la solución.

Takeaways

• 🌡️ El potencial químico es una propiedad molar parcial que depende de la temperatura, presión y composición de la solución.
• 🔄 El potencial químico es igual a la energía libre de Gibbs molar parcial, lo cual implica que es una propiedad que varía con la composición de la solución.
• 📈 La relación fundamental para la energía libre de Gibbs muestra que una variación en la energía libre de la solución depende únicamente de las variaciones en la composición.
• 🔗 El potencial químico está relacionado con la aditividad; a partir de los potenciales químicos de cada componente, se puede construir la energía libre de Gibbs de la solución.
• 📚 Al dividir la relación de aditividad por el número total de moles, se obtiene la versión en la que el número de moles se reemplaza por la fracción molar, resultando en la energía libre de Gibbs molar de la solución.
• ↔️ El potencial químico también aparece en la relación de Gibbs y Duhem, donde se muestra cómo los números de moles o las fracciones molares afectan la energía libre.
• 🔄 La interpretación de la relación de Gibbs y Duhem implica que no se pueden cambiar los potenciales químicos de dos componentes de manera independiente; uno depende del otro.
• 📉 Al derivar el potencial químico con respecto a la temperatura a presión y números de moles constantes, se obtiene el negativo de la entropía molar parcial del componente.
• 📈 Al derivar el potencial químico con respecto a la presión a temperatura y número de moles constantes, se obtiene el volumen molar parcial del componente.
• 🔑 Conocer el potencial químico permite determinar todas las demás propiedades termodinámicas parciales de los componentes en una solución, como la entropía molar parcial y el volumen molar parcial.
• 🔗 Si se cumple la regla de aditividad para la energía libre de Gibbs, esta regla también se cumple para todas las demás propiedades termodinámicas, lo cual se demuestra a través de ejemplos matemáticos.

Q & A

¿Qué es el potencial químico y cómo se relaciona con la energía libre de Gibbs molar parcial?

El potencial químico es una propiedad molar parcial que es igual a la energía libre de Gibbs molar parcial. Depende de la temperatura, presión y composición de la solución y es una propiedad de la solución en la que un componente está involucrado.

¿Cómo se relaciona el potencial químico con la variación en la energía libre de Gibbs de una solución?

Una variación en la energía libre de Gibbs de la solución depende únicamente de las variaciones en la composición, es decir, de las variaciones en los números de moles de cada uno de los componentes, multiplicadas por su respectivo potencial químico.

¿Cómo se puede construir la energía libre de Gibbs de una solución a partir de los potenciales químicos de sus componentes?

Se puede construir la energía libre de Gibbs de una solución multiplicando el potencial químico de cada componente por su número de moles y sumando todas estas contribuciones.

¿Qué sucede si dividimos la relación de la energía libre de Gibbs por el número total de moles de la solución?

Al dividir la relación de la energía libre de Gibbs por el número total de moles de la solución, obtenemos una versión donde el número de moles es reemplazado por la fracción molar, y el resultado es igual a la energía libre de Gibbs molar de la solución.

¿Cómo se relaciona el potencial químico con la entropía molar parcial y el volumen molar parcial de un componente?

Si derivamos el potencial químico con respecto a la temperatura a presión y números de moles constantes, obtenemos el negativo de la entropía molar parcial del componente. Y si lo derivamos con respecto a la presión a temperatura y número de moles constantes, obtenemos el volumen molar parcial del componente.

¿Por qué es valioso conocer el potencial químico de los componentes en una solución?

Conocer el potencial químico es valioso porque, a partir de él, podemos determinar todas las demás propiedades termodinámicas parciales de los componentes, como la entropía molar parcial, el volumen molar parcial, la entalpía molar parcial y la energía interna molar parcial.

¿Cómo se relaciona el potencial químico con la relación de Gibbs y Duhem?

El potencial químico aparece en la relación de Gibbs y Duhem, que establece que si se pueden variar los potenciales químicos de manera independiente para un componente, la variación en el potencial químico del segundo componente estará determinada por la variación en el primero.

¿Qué implica la aditividad de la energía libre de Gibbs para las otras propiedades termodinámicas?

Si se cumple la regla de aditividad para la energía libre de Gibbs, esta regla de aditividad también se cumplirá para todas las demás propiedades termodinámicas, como se demuestra a través de ejemplos en el guion.

¿Cómo se demuestra que la entropía cumple con la regla de aditividad si se cumple para la energía libre de Gibbs?

Se comienza por la regla de aditividad para la energía libre de Gibbs, se deriva con respecto a la temperatura a presión y números de moles constantes, y se utiliza la definición de entropía para demostrar que se cumple la aditividad para la entropía.

¿Cómo se demuestra que la entalpía cumple con la regla de aditividad si se cumple para la energía libre de Gibbs?

Se utiliza la definición de entalpía y las reglas de aditividad para la energía libre de Gibbs y la entropía, y se muestra que la entalpía de la solución es igual a la sumatoria de las entalpías molares parciales del componente por su respectivo número de moles, cumpliendo así con la regla de aditividad.