Físico química de superfícies 1 - Conceitos iniciais

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Conceitos iniciais
Universidade Federal de Lavras
Departamento de Química
Professor: Dr. GUILHERME MAX DIAS 
FERREIRA
FÍSICO-QUÍMICA II – GQI117
O QUE É UMA INTERFACE?
É possível a homogeneização?
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
O QUE É UMA INTERFACE?
É possível a homogeneização?
MISTURA ÁGUA + ÓLEO W
Sistema heterogêneo
W
𝑇, 𝑃
Propriedades 
termodinâmicas 
intensivas
≠ 𝑓(𝑥, 𝑦, 𝑧)
O QUE É UMA INTERFACE?
É possível a homogeneização?
Separação de fases
MISTURA ÁGUA + ÓLEO W
Sistema heterogêneo
W
O que é 
uma fase?
MAS POR QUE DUAS 
FASES NÃO SE 
MISTURAM?
𝑇, 𝑃
O QUE É UMA INTERFACE?
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
MAS POR QUE DUAS 
FASES NÃO SE 
MISTURAM?
Fase α
Fase β
∆𝑚𝑖𝑥𝐺 =෍
𝑖
𝑛𝑖(𝜇𝑖−𝜇𝑖
∗) < 0
𝑇, 𝑃
O QUE É UMA INTERFACE?
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
MAS POR QUE DUAS 
FASES NÃO SE 
MISTURAM?
Fase α
Fase β
∆𝑚𝑖𝑥𝐺 =෍
𝑖
𝑛𝑖(𝜇𝑖−𝜇𝑖
∗) < 0
∆𝑚𝑖𝑥𝐺 = ∆𝑚𝑖𝑥𝐻 − 𝑇∆𝑚𝑖𝑥𝑆 > 0
Não há formação de solução
𝑇, 𝑃
O QUE É UMA INTERFACE?
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
Fase α
Fase β
∆𝑚𝑖𝑥𝐺 = ∆𝑚𝑖𝑥𝐻 − 𝑇∆𝑚𝑖𝑥𝑆 > 0
Não há formação de solução
E essa 
região de 
contato, dá 
para 
separar?
Se não dá para separar, 
misturado está...
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
Fase α
Fase β
Interface
Região de 
contato 
entre 
fases
O QUE É UMA INTERFACE?
Interface 𝜎
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
Fase α
Fase β
Interface
Região de 
contato 
entre 
fases
O QUE É UMA INTERFACE?
Interface 𝜎
Composição 
distintas em 
relação às fases
Quais as implicações?
Se não dá para separar, 
misturado está...
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
Fase α
Fase β
Região de 
contato 
entre 
fases
O QUE É UMA INTERFACE?
Interface 𝜎
Composição 
distinta em 
relação às fases
z
𝐶𝑖
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
Fase α
Fase β
O QUE É UMA INTERFACE?
Interface 𝜎
z
Propriedades 
termodinâmicas 
intensivas
= 𝑓(𝑧)
Densidade 𝜌 :
𝜌𝛼 < 𝜌𝛽
𝜌𝛼 < 𝜌𝜎 < 𝜌𝛽
Varia continuamente na 
região da interface ao 
longo do eixo z
MISTURA ÁGUA + ÓLEO
Sistema heterogêneo
Fase α
Fase β
O QUE É UMA INTERFACE?
Interface 𝜎
z
Propriedades 
termodinâmicas 
intensivas
= 𝑓(𝑧)
Definindo:
Interface é a região de contato entre fases na qual as 
propriedades termodinâmicas intensivas variam ao longo 
do eixo perpendicular a área de contato entre aquelas 
fases.
E como as propriedades 
termodinâmicas da 
interface afetam as 
propriedades extensivas 
do sistema?
O que dizer sobre a 
energia livre de 
Gibbs da interface?
INTERFACE: consequências da existência
𝛼
𝛽
𝐺 = 𝐺𝛼 + 𝐺𝛽
✓ Na ausência de interface:O que dizer sobre a 
energia livre de 
Gibbs da interface?
INTERFACE: consequências da existência
𝛼
𝛽
𝐺 = 𝐺𝛼 + 𝐺𝛽
✓ Na ausência de interface:O que dizer sobre a 
energia livre de 
Gibbs da interface?
∆𝑚𝑖𝑥𝐺 > 0
INTERFACE: consequências da existência
Interface 𝜎
𝛼
𝛽
𝐺 = 𝐺𝛼 + 𝐺𝛽
✓ Na ausência de interface:
𝐺 = 𝐺𝛼 + 𝐺𝛽 + 𝐺𝜎
✓ Se houver interface:
O que dizer sobre a 
energia livre de 
Gibbs da interface?
∆𝑚𝑖𝑥𝐺 > 0
INTERFACE: consequências da existência
Interface 𝜎
𝛼
𝛽
𝐺 = 𝐺𝛼 + 𝐺𝛽
✓ Na ausência de interface:
✓ Se houver interface:
O que dizer sobre a 
energia livre de 
Gibbs da interface?
INTERFACE: consequências da existência
𝐺
𝛾𝛼𝛽 =
𝜕𝐺
𝜕𝐴
𝑇,𝑃,𝑛𝑖
𝐴
𝐺 = 𝐺𝛼 + 𝐺𝛽 + 𝐺𝜎
𝛼
𝛽
Wa
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Professor: Dr. GUILHERME MAX DIAS 
FERREIRA
FÍSICO-QUÍMICA II – GQI117