La thermodynamique du mélange

La thermodynamique du mélange décrit la diminution de l’énergie de Gibbs lors du mélange spontané de gaz idéaux à température et pression constantes.

Considérons deux gaz idéaux dont les quantités n_A et n_B sont à la même température et pression. Leurs potentiels chimiques découlent de l’énergie molaire de Gibbs d’un gaz idéal.

L’énergie totale de Gibbs varie de G_i avant le mélange à G_f après le mélange, avec des pressions partielles p_A et p_B.

L’énergie de Gibbs de mélange est obtenue à partir de G_f moins _{G i} et simplifiée en utilisant la relation entre la pression partielle et la fraction mole de tout gaz J.

Pour un gaz idéal, la dérivée partielle de G par rapport à T à p constant est égale à moins l’entropie. En appliquant cela à l’énergie de Gibbs du mélange, on obtient le changement d’entropie du mélange.

Puisque les fractions molaires sont inférieures à un, les termes logarithmiques sont négatifs, donc le mélange est spontané, avec une énergie de Gibbs négative de mélange et une entropie positive de mélange.

À partir de ΔG =Δ H − TΔS, l’enthalpie de mélange est nulle. Parce que les interactions différentes et similaires sont similaires, le mélange ne change pas l’enthalpie.