Explique o que são as grandezas de excesso e relacione essas grandezas
,
) aos desvios da idealidade.
Passo 1
O enunciado pede para entendermos o conceito de grandezas de excesso em misturas e relacionar as funções de excesso de entalpia
, volume
, entropia
e energia livre de Gibbs
com o desvio em relação ao comportamento ideal de uma mistura.
Passo 2
Definição de grandeza de excesso. Para qualquer propriedade termodinâmica extensiva
de uma mistura real, sua função de excesso é definida como
Aqui
é o valor que
teria se a mistura fosse ideal (ou seja, sem interação entre espécies além das puramente estatísticas).
Passo 3
Relações fundamentais entre as funções de excesso.
1. A energia livre de Gibbs de excesso satisfaz
1. A energia livre de Gibbs de excesso satisfaz
2. A entropia de excesso pode ser obtida por
e o volume de excesso por
3. A entalpia de excesso decorre então de
Passo 4
Ligação com os coeficientes de atividade e desvio da idealidade.
Em misturas líquidas, o desvio em relação ao ideal é quantificado pelos coeficientes de atividade . A relação básica é
Em misturas líquidas, o desvio em relação ao ideal é quantificado pelos coeficientes de atividade
onde
são as frações molares. Assim, todo desvio da idealidade (isto é,
) aparece em
e, por intermédio das derivadas, em
,
e
.
Passo 5
Interpretação física dos sinais.
-
indica mistura endotérmica (interações componentes-componentes maiores que médias), -
mistura exotérmica.
De modo análogo,sinaliza contração ou expansão volumétrica ao misturar, e informa ganho ou perda de ordem molecular além do aleatório ideal.
Resposta
As grandezas de excesso medem o desvio de uma mistura real em relação ao comportamento ideal, definidas por
Elas se relacionam por
e o desvio da idealidade entra via coeficientes de atividade: