To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Entropia mieszania Wyznaczanie entropii mieszania metodą pomiaru siły
elektromotorycznej ogniwa.
1. Wstęp teoretyczny Wśród parametrów opisujących stan układu (p, V, T) oraz funkcji termodynamicznych (U, H, S, F i G) można wyróżnić dwie grupy zmiennych. Zmienne przedstawiające intensywne właściwości układu nie zależą od masy zawartej w układzie: są to ciśnienie (p) i temperatura (T). Wielkości należące do drugiej grupy zmiennych (V, U, H, S, F, G) opisują ekstensywnie właściwości układu zależące od wielkości masy zawartej w układzie. Obydwie grupy zmiennych są przykładem jednorodnych funkcji stopnia n posiadających następujące właściwości:
f(k n1 , k n2 ...) = k n f (n 1 , n 2 ....)
gdzie n i oznaczają liczby moli składnika „i” zaś k jest wielkością stałą.
Zmienne intensywne są funkcjami jednorodnymi rzędu zerowego (n = 1), zaś zmienne ekstensywne jednorodnymi funkcjami rzędu pierwszego (n = 1). Homogeniczna funkcja f rzędu n spełnia tzw. teoremat Eulera według którego:
Jeżeli Y oznacza dowolną funkcję ekstensywną termodynamiczną (U, H, S, F, G lub H), to w najogólniejszym przypadku będzie ona zależeć od parametrów zewnętrznych (p, T) oraz liczby moli składników (n i ): Y = Y(T, p, n 1 , n 2 , ...).
Różniczka zupełna tej funkcji ma postać:
Dla układu dwuskładnikowego, złożonego z rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej, w ustalonych warunkach zewnętrznych (T, p = const) równanie to upraszcza się do:
jeżeli wprowadzimy oznaczenie na cząstkową wielkość molową danego składniki i, to otrzymamy:
Z drugiej strony cząstkowe wielkości molowe, jako pochodne wielkości ekstensywnych muszą spełniać równanie (teoremat Eulera): , więc . Korzystając z zależności , która dla przypadku, gdy rozważaną funkcją termodynamiczną jest entalpia swobodna układu, nosi nazwę równania Gibbsa:
Stosując do tego równania wyrażenie na cząstkową molową entalpie swobodną, zwaną potencjałem chemicznym μ i składnika i: , w którym a i oznacza aktywność składnika i w roztworze, otrzymujemy równanie Gibbsa-Duheme'a: , które dla 1 mola roztworu przyjmuje postać:
Równanie Gibbsa-Duheme'a umożliwia obliczenie aktywności jednego ze składników ze znanej zależności aktywności od stężenia drugiego składnika. W tym celu należy obliczyć całkę:
(…)
… - teoretyczną ΔSM = 11,53 [J⋅K-1⋅mol-1] wskazuje na prawie zerową entalpię mieszania, co dowodzi słuszności naszego założenia.
6. Oprogramowanie wykorzystane do opracowania sprawozdania:
a) Microsoft Word 2000
b) Microsoft Excel 2000
c) Edytor równań Microsoft, wersja 3.01
…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)