En química , una solución regular es una solución cuya entropía de mezcla es igual a la de una solución ideal con la misma composición, pero no es ideal debido a una entalpía de mezcla distinta de cero . [1] [2] Esta solución se forma mediante la mezcla aleatoria de componentes sin interacciones específicas fuertes, [1] [2] y su comportamiento difiere del de una solución ideal solo moderadamente. [3] Su entropía de mezcla es igual a la de una solución ideal con la misma composición, debido a la mezcla aleatoria sin fuertes interacciones específicas. [1] [2] Para dos componentes
dónde es la constante del gas ,el número total de lunares yla fracción molar de cada componente. Solo la entalpía de la mezcla es distinta de cero, a diferencia de una solución ideal, mientras que el volumen de la solución es igual a la suma de los volúmenes de los componentes.
Características
Una solución regular también puede describirse mediante la ley de Raoult modificada con una función de Margules con un solo parámetro:
donde la función Margules es
Observe que la función Margules para cada componente contiene la fracción molar del otro componente. También se puede mostrar usando la relación de Gibbs-Duhem que si la primera expresión de Margules se cumple, entonces la otra debe tener la misma forma. La energía interna de las soluciones regulares variará durante la mezcla o durante el proceso.
El valor de se puede interpretar como W / RT, donde W = 2U 12 - U 11 - U 22 representa la diferencia en la energía de interacción entre vecinos similares y diferentes.
A diferencia del caso de las soluciones ideales, las soluciones regulares poseen una entalpía de mezcla distinta de cero, debido al término W. Si las interacciones diferentes son más desfavorables que las similares, tenemos competencia entre una entropía del término de mezcla que produce un mínimo en la energía libre de Gibbs en x 1 = 0.5 y el término de entalpía que tiene un máximo allí. A altas temperaturas, la entropía gana y el sistema es completamente miscible, pero a temperaturas más bajas, la curva G tendrá dos mínimos y un máximo en el medio. Esto da como resultado la separación de fases. En general, habrá una temperatura en la que los tres extremos se fusionen y el sistema se vuelva completamente miscible. Este punto se conoce como la temperatura de solución crítica superior o la temperatura consoluta superior.
A diferencia de las soluciones ideales, los volúmenes en el caso de las soluciones regulares ya no son estrictamente aditivos, sino que deben calcularse a partir de volúmenes molares parciales que son una función de x 1 .
El término fue introducido en 1927 por el químico físico estadounidense Joel Henry Hildebrand . [4]
Ver también
Referencias
- ^ a b c P. Atkins y J. de Paula, Química física de Atkins (8.a ed. WH Freeman 2006) p.149
- ^ a b c P.A. Roca, termodinámica química. Principios y aplicaciones (Macmillan 1969) p.263
- ^ Simon & McQuarrie Physical Chemistry: un enfoque molecular
- ^ El término Naturaleza 'Solución regular' , v.168, p.868 (1951)