La energía libre de Gibbs molar parcial, también conocida como el potencial químico , representa el cambio en la energía libre de Gibbs de un sistema cuando se agrega un mol de un componente específico mientras mantiene constantes todos los demás componentes y condiciones (como temperatura, presión).

Aquí le mostramos cómo calcularlo:

1. De la ecuación de energía libre de Gibbs:

La energía libre de Gibbs (g) de un sistema viene dada por:

G =H - TS

Dónde:

* G =Gibbs Free Energy

* H =entalpía

* T =temperatura

* S =entropía

La energía libre de gibbs molar parcial (potencial químico) del componente 'i' es entonces:

μ _i =(∂g/∂n _i ) _{T, P, N J}

Dónde:

* μ _I =Potencial químico del componente 'I'

* n _i =Número de moles de componentes 'I'

* T, P, N _J =Temperatura constante, presión y número de moles de todos los demás componentes (j ≠ i)

2. Usando la ecuación de Gibbs-Duhem:

La ecuación de Gibbs-Duhem relaciona los cambios en los potenciales químicos de los componentes en una mezcla:

∑ i n _i Dμ _I =0

Esta ecuación se puede utilizar para calcular el potencial químico de un componente si se conocen los potenciales químicos de los otros componentes y la composición de la mezcla.

3. Métodos experimentales:

* Medidas electroquímicas: Los potenciales químicos se pueden determinar a partir de las mediciones de potenciales celulares en células electroquímicas.

* Medidas de presión de vapor: La presión parcial de un componente en una fase de vapor se puede usar para calcular su potencial químico en la fase líquida.

Consideraciones importantes:

* Estado estándar: El potencial químico de una sustancia pura en su estado estándar se denota como μ ° _I . El estado estándar generalmente se define como presión de 1 atm y una temperatura especificada.

* Actividad: La actividad de un componente es una medida de su concentración efectiva y se utiliza para dar cuenta de las desviaciones del comportamiento ideal.

* fugacidad: La fugacidad es una propiedad termodinámica que mide la tendencia de escape de un componente de una mezcla.

Aplicaciones:

La energía libre de Gibbs de molar parcial es un concepto fundamental en termodinámica con aplicaciones en:

* Equilibrio químico: La constante de equilibrio de una reacción se puede expresar en términos de potenciales químicos.

* Transiciones de fase: Los potenciales químicos se utilizan para predecir los cambios de fase, como la fusión y la ebullición.

* Solución termodinámica: Son cruciales para comprender el comportamiento de las soluciones, incluida la solubilidad, la presión osmótica y las propiedades de coligeración.

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