Tema 6: Estudio termodinámico de las interfases
Tema 6: Estudio termodinámico de las interfases Tema 6: Estudio termodinámico de las interfases
1) acético esteárico CH3-(CH2)16-COOH, A0= 20,5 Å 2 ; 2) ácido isoesteárico, A0= 32 Å 2 3) fosfato triparacresilo, A0= 95 Å 2 (la diferencia de área refleja el espacio ocupado por las cadenas hidrocarbonadas, que impiden un mayor empaquetamiento) iii) tramo CD: es la zona de transición entre el estado “líquido” y ”gaseoso” del soluto adsorbido. Disminuye la cantidad de soluto en estado gaseoso aumentando la proporción de estado líquido. Las monocapas encuentran diversas aplicaciones, como por ejemplo reducir la velocidad de evaporación del agua. En la actualidad se usan para obtener nuevos materiales bidimensionales conocidos como películas de Langmuir-Blodgett 36 Química Física Avanzada. Cuarto curso Departamento de Química Física Curso 2009-2010 36
Anexo: Posición de la superficie divisoria de Gibbs e interpretación de la concentración superficial de exceso relativa Supongamos un sistema formado por dos fases (una gaseosa que llamaremos α y otra líquida que llamaremos β): El sistema está formado por dos componentes, uno mayoritario (1, el disolvente) y otro minoritario (2, el soluto). Ambos componentes están presentes en ambas fases, pero su concentración en la fase vapor es lógicamente mucho menor que en la fase líquida (ver figura). De acuerdo con lo dicho en el tema (ecuación 47) podemos elegir la posición de la superficie divisoria (z0) de forma que la concentración superficial de exceso del disolvente sea cero. Despejando de esta ecuación y teniendo en cuenta que Ab es el volumen (V) del sistema: (A1) Sabiendo ahora la posición de la superficie divisoria, podemos obtener la expresión para la concentración superficial de exceso de 2 relativa a 1. La cantidad de moles de exceso superficial es: (A2) En el sistema modelo la suma de los volúmenes de las fases homogéneas es igual al volumen total ( ) y el volumen de la fase β es simplemente z0A, con lo que la ecuación anterior se escribe: Y sustituyendo (A1) en (A3): (A3) 37 Química Física Avanzada. Cuarto curso Departamento de Química Física Curso 2009-2010 37
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Anexo: Posición <strong>de</strong> la superficie divisoria <strong>de</strong> Gibbs e interpretación <strong>de</strong> la concentración<br />
superficial <strong>de</strong> exceso relativa<br />
Supongamos un sistema formado por dos fases (una gaseosa que llamaremos α y otra líquida<br />
que llamaremos β): El sistema está formado por dos componentes, uno mayoritario (1, el<br />
disolvente) y otro minoritario (2, el soluto). Ambos componentes están presentes en ambas<br />
fases, pero su concentración en la fase vapor es lógicamente mucho menor que en la fase<br />
líquida (ver figura).<br />
De acuerdo con lo dicho en el tema (ecuación 47) po<strong>de</strong>mos elegir la posición <strong>de</strong> la superficie<br />
divisoria (z0) <strong>de</strong> forma que la concentración superficial <strong>de</strong> exceso <strong>de</strong>l disolvente sea cero.<br />
Despejando <strong>de</strong> esta ecuación y teniendo en cuenta que Ab es el volumen (V) <strong>de</strong>l sistema:<br />
(A1)<br />
Sabiendo ahora la posición <strong>de</strong> la superficie divisoria, po<strong>de</strong>mos obtener la expresión para la<br />
concentración superficial <strong>de</strong> exceso <strong>de</strong> 2 relativa a 1. La cantidad <strong>de</strong> moles <strong>de</strong> exceso<br />
superficial es:<br />
(A2)<br />
En el sistema mo<strong>de</strong>lo la suma <strong>de</strong> los volúmenes <strong>de</strong> <strong>las</strong> fases homogéneas es igual al volumen<br />
total ( ) y el volumen <strong>de</strong> la fase β es simplemente z0A, con lo que la ecuación<br />
anterior se escribe:<br />
Y sustituyendo (A1) en (A3):<br />
(A3)<br />
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Química Física Avanzada. Cuarto curso<br />
Departamento <strong>de</strong> Química Física<br />
Curso 2009-2010<br />
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