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1.10.35: Energías Gibbs- Mezclas Líquidas- Inmiscibilidad

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    Para una mezcla líquida binaria dada (a definida\(\mathrm{T}\) y\(\mathrm{p}\)) caracterizada por una gráfica del exceso de energía de Gibbs\({\mathrm{G}_{\mathrm{m}}}^{\mathrm{E}}\) contra la fracción molar,\({\mathrm{G}_{\mathrm{m}}}^{\mathrm{E}}\) puede ser positiva. En efecto, si excede\(\left[\mathrm{G}_{\mathrm{m}}^{\mathrm{E}} / \mathrm{R} \, \mathrm{T}\right]\) fuertemente 0.5, la mezcla es parcialmente miscible. Es decir, el líquido comprende dos fases líquidas que tienen diferentes composiciones de fracciones molares.

    Una fascinante variedad de patrones emergen en el contexto de miscibilidades parciales.

    1. Algunas mezclas líquidas binarias son completamente miscibles pero se vuelven parcialmente miscibles con el aumento de la temperatura. La curva de miscibilidad correspondiente tiene un mínimo a una Temperatura Crítica de Solución Inferior, LCST. Por ejemplo en el caso del 2-butoxietanol + agua, la LCST está en\(322.2 \mathrm{~K}\) donde\(x\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)=0.942\) [1]. De hecho, todos los ejemplos comúnmente citados de esta clase de sistemas tienen agua como un componente. Un ejemplo fascinante se refiere a las mezclas de propionitrilo+ poliestireno. Las curvas de miscibilidad indican que la LCST ocurre a presiones negativas; en efecto cuando la mezcla se 'estira' [2].
    2. Muchas mezclas líquidas binarias (e.g/ fenol + agua tiene (a presión ambiente) .son parcialmente miscibles, volviéndose completamente miscibles al elevar la temperatura. La curva de miscibilidad tiene un máximo a una Temperatura de Solución Crítica Superior, UCST. A presión ambiente, un pequeño número de mezclas líquidas presentan tanto UCST como LCST. En otras palabras, la trama de miscibilidad forma un bucle cerrado.

    Las gráficas de miscibilidad parcial también muestran efectos de isótopos de deuterio. En el caso de\(\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CN}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \left(\text{component } 2 = \mathrm{~CH}_{3}\mathrm{CN}\right)\) la UCST se encuentra\(272.10 \mathrm{~K}\) en\(x_{2}=0.38\) [2].

    Notas al pie

    [1] A. Imre y W.A. Van Hook, J. Polym Sci.; Parte B; Física de Polímeros,1994, 32 ,2283.

    [2] M. J. Blandamer, M. J. Foster y D. Waddington, Trans. Faraday Soc.,1970, 66 ,1369.

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