Capítulo 13 Regra das Fases

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13/07/2016 Capítulo 13 
Regra das Fases
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Termodinâmica
PARANÁ
Regra das Fases
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13.1 Regra das Fases
Se uma fase estiver presente duas variáveis são necessárias para
descrever o estado de um sistema formado por um componente. O sistema tem 2
graus de liberdade ou é bivariante.
Um cristal – única fase
Dois líquidos totalmente miscíveis – única fase, porém 2 componentes.
Uma solução de cloreto de sódio em água – única fase, 2 componentes.
Um componente é um constituinte quimicamente independente de um
sistema. O número de componentes é o número mínimo de espécies independentes
necessárias para definir a composição de todas as fases presentes no sistema.
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A coexistência de duas fases em equilíbrio para um sistema de um
componente, implica em
   pTpT ,,   
Somente uma variável intensiva é necessária para descrever 
o estado do sistema – um grau de liberdade (univariante)
Um constituinte em um sistema é uma espécie química (íons ou
molécula) que está presente. Uma mistura de etanol e água tem 2 constituintes. Uma
solução de cloreto de sódio tem 3 constituintes: água, íons sódio e íons cloreto.
xy  22 yx
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Se três fases em equilíbrio estão presentes, duas relações existem
   pTpT ,,   
   pTpT ,,   
Estas duas relações descrevem completamente o estado do 
sistema e nenhuma outra informação é necessária - invariante
Regra das fases é uma relação geral entre a o número de fases, número
de componentes e o número de fases em equilíbrio para um sistema.
2 yx
43  yx
2/3x
2/1y
     pTpTpT ,,,   
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2 PCF
Número de graus 
de liberdade
Número de fases em equilíbrio
Phase
Número de Componentes
Regra das fases de J. 
Willard Gibbs
Variância
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13.2 Sistemas de um componente
PF  3
213 F
Água pura em uma 
fase
Água pura em duas 
fases
123 F
Água pura em três 
fases 033 F
Existe uma
temperatura e uma
pressão
características da
substância. Um
ponto.
O equilíbrio de 2
fases é representado
por uma linha.
Ambos p e T podem
ser variados
independentemente
– área no diagrama.
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13.3 Sistemas de dois componentes
2C
2 PCF
22  PF
PF  4
Benzeno + tolueno;
n-heptano + n-hexano;
Brometo de etila + iodeto de etila;
Clorobenzeno+ bromobenzeno.
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As pressões parciais de vapor dos componentes de uma solução ideal de
dois líquidos voláteis estão relacionadas a composição da mistura de líquidos pela lei
de Raoult.
oxpp 
Lei de Raoult: a pressão de vapor do solvente sobre uma solução é igual a pressão de
vapor do solvente puro multiplicada pela fração molar do solvente na solução.
o
AA A
pxp  o
BBB pxp 
o
BB
o
ABA pxpxppp A  1 BA xx AB xx  1   oBA
o
A pxpxp A  1
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Pela lei de Dalton as frações molares no gás, yA e yB são:
p
p
y AA 
p
p
y BB 
1 BA yy BA yy  1   oBA
o
A
A
A
pxpx
p
y
A


1  oBA
o
A
o
A
A
pxpx
px
y
A
A


1 o
BA
o
B
o
A
o
A
A
pxppx
px
y
A
A


 oBoAoB
o
A
A
ppxp
px
y
A
A

