1.3.3: Calorimetría- Soluciones- Isobáricas

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Michael J Blandamer & Joao Carlos R Reis
University of Leicester & Faculdade de Ciencias

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Los experimentos calorimétricos clásicos (isobáricos) a menudo se concentran en la determinación del cambio en la entalpía ∆H para un proceso determinado bien definido. Por ejemplo, el calor que acompaña a la mezcla de cantidades conocidas de dos líquidos [por ejemplo, agua (\(\lambda\)) y etanol (\(\lambda\))] para formar una mezcla líquida binaria produce la entalpía de mezcla,\(\Delta_{\mathrm{mix}}\mathrm{H}\). De manera similar, las entalpías de solución se obtienen registrando el calor que acompaña a la solución de una cantidad conocida de soluto (por ejemplo urea) en una cantidad conocida de disolvente; por ejemplo, agua (\(\lambda\)). Las ecuaciones clave emergen del siguiente análisis.

La entalpía\(\mathrm{H}\) de un sistema cerrado es una función extensa del estado que para un sistema cerrado se define por el conjunto de variables independientes\(\mathrm{T}\),\(p\) y\(\xi\) donde\(\xi\) representa la composición química.

\[\mathrm{H}=\mathrm{H}[\mathrm{T}, \mathrm{p}, \xi] \label{a}\]

La ecuación\ ref {b} es el diferencial completo de la ecuación\ ref {a}.

\[\mathrm{dH}=\left(\frac{\partial \mathrm{H}}{\partial \mathrm{T}}\right)_{\mathrm{p}, \xi} \, \mathrm{dT}+\left(\frac{\partial \mathrm{H}}{\partial \mathrm{p}}\right)_{\mathrm{T}, \xi} \, \mathrm{dp}+\left(\frac{\partial \mathrm{H}}{\partial \xi}\right)_{\mathrm{T}, \mathrm{p}} \, \mathrm{d} \xi \label{b}\]

Si el sistema cerrado se mantiene a presión constante (por ejemplo, ambiente), la entalpía diferencial\(\mathrm{dH}\) es igual al calor\(\mathrm{dq}\).

\[T\mathrm{dq}=\left(\frac{\partial \mathrm{H}}{\partial \mathrm{T}}\right)_{\mathrm{p}, \xi} \, \mathrm{dT}+\left(\frac{\partial \mathrm{H}}{\partial \xi}\right)_{\mathrm{T}, \mathrm{p}} \, \mathrm{d} \xi\]

Aquí\(\left(\frac{\partial \mathrm{H}}{\partial \mathrm{T}}\right)_{\mathrm{p}, \xi}\), es la dependencia diferencial de la entalpía de\(\mathrm{H}\) la temperatura a presión y composición constantes mientras que\(\left(\frac{\partial H}{\partial \xi}\right)_{\mathrm{T}, \mathrm{p}}\), es la dependencia diferencial de la entalpía\(\mathrm{H}\) de la composición a temperatura y presión fijas.