Gibbs energi vid blandning

En presentation över ämnet: "Gibbs energi vid blandning"— Presentationens avskrift:

1 Gibbs energi vid blandning
A+B xV (1-x)V V x= NA/(NA+NB) Obs! x betecknas som molfraktionen Vi antar att P, T=konstant och V och U är additiv V=VA+VB, U=UA+UB Sånt förhallande kallas ideal blandning.

2 Beroende av DSmix av x Blandningsentropin är maximal vid blandning av lika stora mängder

3 G av blandningar Ingen blandning Ideal blandning

4 När är en blandning stabil mot sönderfall i 2 faser ?
lite B B+ lite A A+B x ax1 (1-a)x2 I summa måste de 2 faser behålla x, så x=ax1+(1-a)x2 För att blandningen är stabil mot sönderfall i 2 faser, måste G av blandningen vara mindre än G från summan av faser:

5 Utveckling i Taylor-polynom:
Koefficienter för första derivationer: Det återstår bara andra derivationer:

6 >0 >0 >0 >0 För att blandningen är stabil mot sönderfall i 2 faser med olika sammansättning måste böjning av G-x kurvan vara positiv. I ideala blandningar är det fallet med alla x. Gaser kan alltid blandas i varje förhållande som helst

7 Det kan händer att, i motsats till ideala blandningar att U ändra
Ostabila blandningar Det kan händer att, i motsats till ideala blandningar att U ändra sig med blandningen. Om U stiger vid blandningen, t. ex. vatten och olja, blir böjningen ax G/x kurvan negativ i vissa regioner och blandiningen delar sig spontant upp i 2 faser. Hur är de 2 faser sammansatta ? Här är böjning negativ  ostabil

8 Systemet sträver efter minskning av G:
Vid vilket x1 är det fallet ?

9 Sammansättning af faser
Stabila faser Metastabil För att finner samman- sättning av de 2 stabila faser i en ostabil blandning måste man bara lägger en tangent som rör kurvan 2 gånger. Ostabil G(x2) G(x1)

10 Förångning af en ideal blandning
T < Tkok(A), Tkok(B), Tkok(A) < T < Tkok(B), T = Tkok(B), Gas Gas Vätska Vätska Faser Obs ! Ångan har inte samma sammansättning som vätskan

11 Förångning och smältning af en blandning
Vätska Fast kropp (blandkristaller) Vätska Ideal blandning i fast kropp: kontinuerlig råd av blandkristaller Exempel, Ge/Si

12 Vid vissa substanser finns en sammmansättningar som har
Azeotrop blandning Vid vissa substanser finns en sammmansättningar som har högre eller lägre kokpunkt än båda komponenter. Sammansättning med maximala/ minimala Tkok kallas azeotrop blandning. Där har ångan samma sammansättning som vätskan. Azeotropa blandningar kan inte separeras genom destillation. Exempel: 96 % etanol i vatten. Ånga Azeotrop Vätska

13 b a a+b Vätska Eutektikum I fasta kroppar kan det
finnas sammanättningar som det inte finnas blandkristaller för. Där existerar en blandning av 2 blandkristaller a och b. Blandningen var vätskan har den minsta frysnings- punkt kallas eutektikum. Exempel: Tenn och bly Vätska b a Eutektikum a+b

14 Förångning av en lösning
Vi antar att vi har en lösning som består av mycket lösningsmedel A och lite av löst B: I jämvikt gäller för hela systemet dG=0. Ångan över lösningsmedel består av rent A. Vid konstant T och P A A + lite B Vid jämnvikt är kemiska potentialet av varje komponent samma i alla faser.

15 Kemisk potential av lösningen
Vi antar att vi har mycket av lösningsmedel A jämfört med lösta B x= NA/(NA+NB) 1-x= NB/(NA+NB) N=NA+NB

16 Hur beror trycket av ångan av blandningssammansätning ?
i rensubstans Kemiska potentialer i gas och lösningen måste vara samma: per def. Kemisk potential av rensubstans Lag av Raoult

17 Hur ser det ut när den förångande komponenten i vätskan är i underskott ?
Lag av Henry B + lite A

18 Tryck vid förångning av en lösning
Raoult Henry