Coeficient osmotic

Osmotic Coeficientul cp este un parametru care cuantifică abaterea comportamentul unui solvent dintr - un comportament ideală , astfel cum sunt definite de legea lui Raoult . Poate fi aplicat și la substanțe dizolvate . Definiția sa depinde de modul de exprimare a compoziției unui amestec.

Prezentare

Coeficientul osmotic bazat pe molalitatea b este definit de:

{\ displaystyle \ varphi = {\ frac {\ mu _ {A} ^ {*} - \ mu _ {A}} {RTM_ {A} \ sum _ {i} b_ {i}}} \,}

iar cel bazat pe fracția molară (uneori numit „coeficient osmotic rațional”) este definit de:

{\ displaystyle \ varphi = - {\ frac {\ mu _ {A} ^ {*} - \ mu _ {A}} {RT \ ln x_ {A}}} \,}

unde este potențialul chimic al solventului pur și este potențialul chimic al solventului în soluție reală, este masa sa molară, este fracția sa molară, R este constanta ideală a gazului și T este temperatura exprimată în kelvini . Valorile sunt diferite pentru cele două definiții, dar ca ${\ displaystyle \ mu _ {A} ^ {*}}$ ${\ displaystyle \ mu _ {A}}$ $ALE MELE}$ $x_ {A}$

{\ displaystyle \ ln x_ {A} = - \ ln (1 + M_ {A} \ sum _ {i} b_ {i}) \ approx -M_ {A} \ sum _ {i} b_ {i},}

aceste definiții sunt similare și ambele tind spre 1 când concentrația tinde spre 0.

Pentru o soluție referitoare la un singur dizolvat, coeficientul osmotic (bazat pe molalitate) și coeficientul de activitate al dizolvatului sunt legate de excesul de entalpie liberă (diferența de entalpie liberă între cazul real și cazul ideal) prin relații: ${\ displaystyle G_ {ex}}$

{\ displaystyle RTb (1- \ varphi) = G_ {ex} -b {\ frac {dG_ {ex}} {db}}}

{\ displaystyle RT \ ln \ gamma = {\ frac {dG_ {ex}} {db}}}

și, prin urmare, există o relație diferențială între acești coeficienți, la temperatură și presiune constante:

{\ displaystyle d ((\ varphi -1) b) = bd \ ln \ gamma}

În soluțiile ionice , teoria Debye-Hückel implică faptul că formează o asimptotă către , unde I este puterea ionică și A este constanta Debye-Hückel (aproximativ 1,17 pentru apă la 25 ° C ). Aceasta înseamnă că la concentrații scăzute, presiunea de vapori a solventului este mai mare decât valoarea sa estimată de legea lui Raoult. De exemplu, pentru soluțiile de clorură de magneziu , presiunea vaporilor este puțin mai mare decât previziunea legii lui Raoult până la o concentrație de 0,7 mol / kg , după care presiunea vaporilor este mai mică decât valoarea așteptată. ${\ displaystyle (\ varphi -1) \ sum _ {i} b_ {i}}$ ${\ displaystyle - {\ frac {2} {3}} AI ^ {3/2}}$

Pentru soluțiile apoase , coeficienții osmotici pot fi calculați fie prin ecuațiile lui Pitzer, fie prin modelul TCPC, care este o variație semi-empirică care este mai ușor de utilizat.

Referințe

Cartea verde , a 2- a ed. , p. 51 , PAC, 1994, 66 , 533 ( Cantități standard în termodinamică chimică. Fugacități, activități și constante de echilibru pentru faze pure și mixte (Recomandări IUPAC 1994)), p. 546 . Definiție la care se face referire în cartea de oaspeți IUPAC
I. Grenthe și H. Wanner, Liniile directoare pentru extrapolare la puterea ionică zero
X. Ge, X. Wang, M. Zhang, S. Seetharaman, Corelația și predicția activității și coeficienții osmotici ai electroliților apoși la 298,15 K după modelul TCPC modificat , J. Chem. Eng. Date , 52, 2007, p. 538-547 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je060451k
X. Ge, M. Zhang, M. Guo, X. Wang, Corelația și predicția proprietăților termodinamice ale electroliților neapoși prin modelul TCPC modificat , J. Chem. Eng. Date. , 53, 2008, p. 149-159 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je700446q
X. Ge, M. Zhang, M. Guo, X. Wang, Corelația și predicția proprietăților termodinamice ale unor electroliți apoși complexi prin modelul de corelație modificat cu trei caracteristici-parametru , J. Chem. Eng. Date. 53, 2008, p. 950-958 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je7006499
X. Ge, X. Wang, un model simplu de corelație cu doi parametri pentru electrolit apos pe o gamă largă de temperaturi , J. Chem. Eng. Date. , 54, 2009, p. 179-186 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je800483q

Articole similare