Para cada um dos seguintes sistemas em equilíbrio, calcule o número de graus de liberdade (L) e prediga de forma razoável suas variáveis intensivas independentes (desconsidere a ionização da água).
uma solução aquosa de sacarose e ribose;
uma solução aquosa de sacarose e ribose;
Passo 1
O enunciado pede para uma solução aquosa de sacarose e ribose em equilíbrio: calcular o número de graus de liberdade
usando a regra de Gibbs e indicar quais variáveis intensivas independentes podemos escolher. Vamos usar a formulação da regra de fases para sistemas em equilíbrio heterogêneo.
Passo 2
Identificamos os componentes e as fases do sistema. Aqui temos três componentes químicos: água, sacarose e ribose. Como se trata de uma solução homogênea líquida, só há uma fase presente.
Passo 3
Aplicamos a regra de Gibbs para sistemas em equilíbrio de fases:
onde
é o número de componentes e
o de fases. Substituindo
e
, obtemos
Passo 4
Como são quatro graus de liberdade, podemos escolher quatro variáveis intensivas independentes. De forma razoável, selecionamos:
– a temperatura ,
– a pressão ,
– e duas variáveis de composição (por exemplo as frações molares da sacarose e da ribose, e
).
– a temperatura
– a pressão
– e duas variáveis de composição (por exemplo as frações molares da sacarose e da ribose,
Resposta
O número de graus de liberdade é
. Como variáveis intensivas independentes podemos usar