1.10.22: Energías Gibbs- Soluciones salinas- Solvente

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Page ID: 79770

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

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Una solución salina dada contiene una sal 1:1\(j\) (e.g.\(\mathrm{NaCl}\)) en la que la sal, sustancia química\(j\), se disocia completamente en iones. Es decir, la molalidad total de los solutos es igual\(2 \, m_{j}\). Por definición el potencial químico del agua en esta solución acuosa,\(\mu_{1}(\mathrm{aq})\) (a temperatura y presión fijas, siendo esta última ambiental y por lo tanto cercana a la presión estándar\(\mathrm{p}^{0}\)) viene dado por la ecuación (a).

\[\mu_{1}(\mathrm{aq})=\mu_{1}^{*}(\ell)-2 \, \phi \, \mathrm{R} \, \mathrm{T} \, \mathrm{M}_{1} \, \mathrm{m}_{\mathrm{j}}\]

Para la solución ideal correspondiente,\(\phi = 1.0\) en absoluto\(\mathrm{T}\) y\(\mathrm{p}\), por lo tanto,

\[\mu_{1}(\mathrm{aq} ; \mathrm{id})=\mu_{1}^{*}(\ell)-2 \, \mathrm{R} \, \mathrm{T} \, \mathrm{M}_{1} \, \mathrm{m}_{\mathrm{j}}\]

Al igual que para las soluciones que contienen solutos neutros, el signo menos en la ecuación (b) significa que la sal agregada estabiliza el disolvente en una solución ideal;\(\mu_{1}(\mathrm{aq} ; \mathrm{id})<\mu_{1}^{*}(\ell)\).

Para el agua en una solución salina acuosa que contiene sal\(j\), molalidad\(\mathrm{m}_{j}\), donde cada mol de sal forma\(v\) moles de iones con disociación completa, el potencial químico de los disolventes viene dado por la ecuación (c).

\[\mu_{1}(\mathrm{aq})=\mu_{1}^{*}\left(\ell ; \mathrm{p}^{0}\right)-\mathrm{v} \, \phi \, \mathrm{R} \, \mathrm{T} \, \mathrm{M}_{1} \, \mathrm{m}_{\mathrm{j}}+\int_{\mathrm{p}(0)}^{\mathrm{p}} \mathrm{V}_{1}^{*}(\ell) \, \mathrm{dp}\]

Para la solución diluida ideal,\(\phi =1.0\). Aquí\(\mu_{1}^{*}\left(\ell, \mathrm{p}^{0}\right)\) está el potencial químico estándar del agua a temperatura\(\mathrm{T}\). Alternativamente, podemos cambiar el potencial químico de referencia para el disolvente al líquido puro a la misma presión [1,2].

\[\mu_{1}(\mathrm{aq} ; \mathrm{T} ; \mathrm{p})=\mu_{1}^{*}(\ell ; \mathrm{T} ; \mathrm{p})-\mathrm{v} \, \phi \, \mathrm{R} \, \mathrm{T} \, \mathrm{M}_{1} \, \mathrm{m}_{\mathrm{j}}\]

Notas al pie

[1] Para las Tablas relevantes ver; 'R. A. Robinson y R. H. Stokes, Electrolito Solutions, 2nd edn. (revisado), Butterworths, Londres, 1965, Apéndice 8.

[2] El impacto de las sales en los coeficientes osmóticos se ilustra por las propiedades de las soluciones acuosas que contienen sales de alquilamonio.

S. Lindenbaum, J. Phys.Chem.,1971, 75 ,3733; y referencias en ellos.
G. E. Boyd, A. Schwartz y S. Lindenbaum, J. Phys.Chem.,1966, 70, 821; y referencias en los mismos.