4.1
La termodinamica della miscelazione
La termodinamica della miscelazione descrive la diminuzione dell'energia di Gibbs durante la miscelazione spontanea di gas ideali a temperatura e pressione costanti.
Consideriamo due gas ideali con quantità nA e nB alla stessa temperatura e pressione. I loro potenziali chimici derivano dall'energia molare di Gibbs di un gas ideale.
L'energia totale di Gibbs cambia da Gi prima di mescolare a Gf dopo la miscelazione, con pressioni parziali pA e pB.
L'energia di Gibbs di miscelazione si ottiene da Gf meno Gi e semplificata usando la relazione tra pressione parziale e frazione molare di qualsiasi gas J.
Per un gas ideale, la derivata parziale di G rispetto a T a p costante è uguale a meno entropia. Applicando questo all'energia di Gibbs del mixaggio si ottiene il cambiamento di entropia del mixaggio.
Poiché le frazioni molari sono inferiori a uno, i termini logaritmici sono negativi, quindi la miscelazione è spontanea, con energia di Gibbs negativa di miscelazione ed entropia positiva di miscelazione.
Da ΔG = ΔH − TΔS, l'entalpia di miscelazione è zero. Poiché le interazioni tra diversità e simili sono simili, la miscelazione non cambia l'entalpia.
La miscelazione rappresenta un fenomeno rilevante in termodinamica, soprattutto se si considera l’energia di Gibbs di una miscela a temperatura e pres…
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