Grandezza parziale molare

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

In termodinamica si definisce grandezza parziale molare del componente i-esimo di una miscela la variazione infinitesima di una grandezza estensiva al variare del numero di moli del componente i-esimo stesso, mantenendo costanti la pressione, la temperatura, e il numero di moli degli altri componenti.[1]

In formule:

\bar m_i = { \left( \frac {\partial M}{\partial n_i}  \right) }_{T, p, n_j \ne n_i}

in cui \bar m_i è la grandezza parziale molare, M è la grandezza estensiva[2] (ad esempio l'entalpia o il volume), n_j e n_i sono il numero di moli di un componente qualsiasi e del componente i-esimo, T e p rappresentano la temperatura e la pressione del sistema.

Alle suddette condizioni di temperatura e pressione costanti, vale anche l'equazione di Gibbs-Duhem:

\sum x_i d \bar m_i = 0

in cui x_i è la frazione molare del componente i-esimo.

Una grandezza parziale molare fondamentale in termodinamica è il potenziale chimico.

Grandezze parziali molari e grandezze molari[modifica | modifica sorgente]

Esperimento utilizzato per mostrare le differenze tra grandezze parziali molari e grandezze molari.

Il valore di una grandezza parziale molare è uguale al valore della grandezza molare[3] corrispondente solo se la miscela è ideale, ovvero se le interazioni che intercorrono tra le molecole di natura differente sono della stessa entità di quelle che si hanno tra molecole della stessa specie chimica.

Per dimostrare quanto detto si può fare uso di un esperimento pensato: si consideri un recipiente in cui sia presente una miscela gassosa composta da due componenti, indicati con (1) e (2)[4]. Il recipiente è comunicante con due compartimenti, separati dalla camera principale da due membrane selettive rispettivamente verso il componente (1) e il componente (2) della miscela. Il sistema viene mantenuto a temperatura e pressione costante. Nei compartimenti (1) e (2) i gas occupano i volumi v_1 e v_2, che sono appunto i volumi molari, mentre nella camera (1+2) la miscela occupa un volume costante, pari a \bar v_1 + \bar v_2.

Ora agiamo sul primo pistone, in modo che il componente (1) sia completamente in miscela, e misuriamo l'altezza z_2 a cui si porta il secondo pistone, quindi abbassiamo completamente il secondo pistone e misuriamo l'altezza z_1 a cui si è portato il primo. Se la miscela è ideale, i volumi parziali e i volumi parziali molari coincidono, e le altezze z_1 e z_2 sono uguali. Più spesso succede invece che la miscela è reale, per cui z_1 \ne z_2.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Wood, Battino, op. cit., p.119
  2. ^ M viene anche chiamata grandezza totale per distinguerla dalla grandezza molare m.
  3. ^ una grandezza molare è definita come: m = M/n
  4. ^ con gli stessi numeri si indicano i compartimenti dove sono presenti i gas puri.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Scott Emerson Wood, Rubin Battino, Thermodynamics of Chemical Systems, Cambridge University Press, 1990. ISBN 9780521330411.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

termodinamica Portale Termodinamica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di termodinamica