Aula 2.23 - Mistura binária real

uma mistura não ideal é uma mistura na qual a energia também varia também se altera a e vamos supor aqui que na hora que eu deixo a e b se misturarem essa energia aumenta é o caso no qual a interação entre moléculas diferente é mais fraca do que a interação entre moléculas iguais um exemplo de 5 o tide ano desse tipo de mistura é óleo e água se mistura olhe água à mistura que você obtenha essa propriedade que o delta uma mistura é positivo e aí é vamos imaginar que esse delta ou possa ser representado

graficamente de novo em função de x 0 em um outra vez uma coisa parecida com aquela hora né claro é subir na quando x 0 ou outra substância pura não tem delta union que só tenho moléculas de uma espécie e agora isso aqui então eu vou chamar de mistura não é o ideal e agora eu vou ter que somar a minha energia de higgs não ideal chamar assim o delta onde mistura então a expressão completa fica com essa cara aqui olha só desenhar uma seqüência de gesso ou usam a coordenada vertical não representa nada o

que interessa aqui é só a mudança entre o valor de g numa extremidade e na hora então vamos supor que eu tenho uma temperatura baixa temperatura 000 que ela tem de especial com relação à energia de games até igual a zero entropia não contribui com energia porque ela teve exerce né a contribuição e teve exército é zero não tem contribuição então eu pego a energia de equipes a mistura ideal e só o delta us só isso então pra temperatura zero porque eu vou ter tinha eu vou desenhar aqui o que era a mistura ideal é

isso uma coisa assim grosso modo não concorda comigo não tem contribuição da entropia agora vamos fazer um pequeno mas não no mais pequeno e não nulo então aqui vem esse termo veja esse tempo não depende da temperatura vezes te neste termo vezes te vai fazer com que apareça alguma coisa puxando g pra baixo preço então começar a aparecer uma coisa assim exagerando um pouco aqui nas extremidades nas extremidades como a derivada da entropia da mistura infinita então nas extremidades essa competição que começa a acontecer entre energia e entropia lá nas extremidades da entropia ganha mas

enquanto a temperatura foi baixa naquela meio campo ele a energia que ganha pois é olha só então aqui eu vou fazer a temperatura crescer para baixo pode chegar a uma situação na qual tem agora assim é algo assim agora entropia já está ganhando em toda em toda a faixa é isso aqui só vai ficar mais pronunciado aqui pra baixo veja aqui a à medida que a temperatura vai aumentando eu deveria ter desenhado uma intermediária aqui né onde aparece uma coisa assim mas clara começa a aparecer trechos da energia de gipsy para baixo aqui comprou pra

baixo com campo para baixo ou para cima qual é a gracinha de eu ter se esse côncavo para baixo por exemplo para essa temperatura aqui é que se eu desenhar qualquer linha reta ligando dois pontos dessa energia de guerreiros eu vou estar representando é pontos que tem energia de higgs total menor do que essa que aqui está e da verdade é esse eu quero eu saio eu sei que eu tenho que encontrar um mínimo de energia de equipe sempre ea essa linha mais baixa que eu consigo construir aqui é uma linha que a tangente aos

dois lados veja aqui uma linha como essa representa uma situação na qual não há mistura porque a energia da equipe só depende linearmente a composição quando não há mistura então aqui está indicando pra mim que nem esse trecho é é mais favorável do ponto da energia de chips eu ter segregação de a&b do que mistura de atender à mistura de a e b vai ter uma energia de higgs maior do que a energia gipsy de dois sistemas segregados me dizendo que se eu tentar colocar o sistema com um xis aqui no meio ele não gosta

ele não gosta porque ao invés de ter se esse g correspondente a esse xis ele vai preferir ter o g correspondente ao mesmo x mas que corresponde a um pedaço com esta composição e um pedaço com esta composição quanto com s quanto com aquela regra da balança outra vez a média ponderada vai dar isso aqui eu tento colocar o sistema misturado a essa temperatura com essa composição ele não fica estável ele vai embora ele vai ele vai querer diminuir a energia de gipsy e para diminuir a energia de games ele tem que passar de um

sistema com mistura para um sistema sem mistura que isso aqui representa um sistema sem mistura é um energia seguidos que simplesmente interpol bola entre esses dois valores um correspondendo a 1 x baixo ou seja um sistema que tem muito a ver outro corresponderam x auto um sistema que tem muito b então ao invés de obter moléculas de a e b todas misturadas eu vou ter um grupo de ajudinhas e um grupo de beijinhos certo o o grupo de ar corresponde a esse xis aqui o grupo d a não tem só a ele tem alguma coisa

de beber quanto db essa fração que o grupo tem muito b no neto tem saber porque se tiver só detalhe um né ele tem muito bem mas tem uma fração de atualmente é então eles é grega em duas regiões duas porções cada uma delas com uma composição diferente do que aquela que eu tentei criar isso quer dizer que nessa faixa de temperaturas para parar a qual ocorreu esse fenômeno fenômeno de eu ter uma reta que é inferior à da energia de equipes de uma certa região de valores de x isso significa que o sistema está

proibido de ter uma composição intermediária com essas duas como eu disse eu tentar criar algo com essa composição ele não vai ficar estável ele vai dividir um subsistema que tem essa composição em outro sistema que ganhar essa composição nós dizemos que apareceu o hiato de solubilidade um gap de solubilidade se não consegue ter o sistema com a fração que você queria ele não deixa eu posso é baseado nesta ideia imaginar um gráfico no qual é represente para cada valor de temperatura quais são as composições possíveis veja para essa temperatura que eu que acho que eu

desenhei a que eu tenho esses dois valores possíveis à medida que a temperatura vai abaixando esse gap de solubilidade aumenta até igual a zero esse gato é todo tudo então eu posso representar assim aqui está o x 1 a 1 para cada valor de temperatura e eu represento aqui quais são os 2 x pucci e vai chegar a um momento de a temperatura é alta o suficiente pra que a entropia ganha em toda a área toda a faixa e aí desaparece o gapz solubilidade eu posso ter de fato qualquer valor de x então essa figura

mas ela vai ter uma cara assim aqui é uma temperatura limite muitas vezes chamada de temperatura crítica eu não gosto muito desse novo porque confunde com a temperatura na qual acontece o a transição contínua mas isso é o nome natura muito usada então eu não vou só vou chamar atenção tomar cuidado isso aqui não é a mesma coisa com a outra aqui eu tenho um sistema misturado aqui eu tenho uma mistura homogênea onde qualquer região do sistema você tem um sistema que pegam a região dele você tem a e b em qualquer composição e aqui

só terminar aqui você tem um sistema segregado em duas fases então dado uma temperatura essa aqui por exemplo tem um você vai ter uma parte do sistema com esse valor de x outra parte com esse valor de x essa idéia a gente pode agora estender muito facilmente para um sistema que eu to querendo analisar o que é o sistema atmosférico com oxigênio e hidrogênio naquela composição então eu vou chamar de a hidrogênio db o oxigênio e agora vou representar aqui para diversas temperaturas as energias de higgs é das fases sólida perdão das fases gasosa e

líquida então aqui ó aqui a primeira quando ter é maior do que a temperatura de ebulição do oxigênio que é a maior de todas né então por desenhar isso possível eu vou fazer isso já tá aqui eu tenho a temperatura maior do que tb e a linha cheia eu estou representando a energia dele de gipsy do líquido linha pontilhada do gás a e aqui está a composição entre 0 e 1 observe que essa temperatura qualquer que seja a composição que eu escolha a energia de higgs mínimos legais então o sistema está na sua fase gasosa

todo ele quando eu chego até a temperatura tv o que acontece é o seguinte eu voltei aqui energia de equipe do líquido e aqui energia de de games do gás veja só só que tem com a tb que significa essa figura que estou desenhando aqui significa que para qualquer composição diferente de x igual a 1 a energia de games mínima é do gás praxes igual a 1 as duas energias de equipes são iguais esta é este o ponto de ebulição db é o ponto onde os dois convivem na verdade de fato se eu tiver uma

um sistema formado de a&b de tal maneira que che seja um ou seja só tem b então aqui tanto faz eles e gás o líquido porque é o ponto de coincidência se eu fizer agora uma temperatura que seja o menor do que tv mas maior do que terá aí eu votei aqui o líquido o gás veja até porque que a queda do gás cresce mais nem você vê que ela está crescendo e ultrapassando do líquido porque isso vamos ver porque na verdade quanto dizendo é que tem a ver com de g dt né apn constante

mas quem a dgb tpm constante a todo mundo tem o quadrado na cabeça né de gta foi constante quem é - s significa que quando eu é o abaixo a temperatura que eu estou fazendo aqui dd gdt então tenta diminuindo a o jeito aumentando ele aumenta mais quando o s foi maior que 1s maior é o do gaúcho é por isso que o gasto ultrapassando do livro os dois estão subindo mas o lugar só barrato então ele vai ultrapassando do olímpico então aqui você vê tem uma interceção mas melhor do que isso você tem uma

situação na qual a segregação tá mal desenhado você já imaginou que vou exagerar pra fazer isso ficar mais nítido né então você tem uma situação segregada que é que tem a energia de higgs menor do que a energia de higgs do sólido do líquido o gás então quando você ou se vai chegar o momento aqui é que você vai ter se você tentar colocar o x nesse intervalo ele não vai ficar ele vai separar sozinho numa fase gasosa e numa fase líquida tá certo a fase gasosa veja eu tô com um x por aqui né

a fase gasosa tem uma composição que tem menos b do que o sistema no qual você começou ea fase líquida tem + b até que eu chegue mais baixo até que eu chegue a temperatura igual até aqui o que vai acontecer quando te quando eu tiver tenho até aí eu vou ter isso aqui né aí em toda a região de solubilidade eu tenho a energia de equipes do gás maior do que o do líquido então o sistema está todo na fase líquida qualquer que seja o x com qual você tenha começado agora veja que esse

desenho que eu fiz é exatamente semelhante isso aqui não é só que agora eu tô levando em conta as energias de equipes do sul do líquido gás e agora nós vamos construir um diagrama de fases similar ao que nós construímos originalmente que representa quais são os tês que correspondem a papel para cada temperatura quais são os x as quais são as composições que corresponde aos estados de equilíbrio e agora vou ter o seguinte veja aqui eu tenho então para hunter intermediário entre o tbt a eu tenho dois valores de x diferente o que corresponde a

fase gasosa e outra que corresponde à fase líquida então se eu for fazendo representando aqui cada um desses x pra cada t eu vou ter uma curva que representa a ter contra xixi para o líquido eu vou te contar com trajes para o gaste o tt contra x publicado assim aqui embaixo eu tenho tea e aqui tb essa aqui é que corresponde ao gás estou aqui o que corresponde ao líquido pode tirar aqueles os pontos que estão nessa curva líquido são os pontos tirados da curva sólida nesse desenho do gás nas curvas tracejados tá certo

então abaixo disso aqui eu tenho líquido acima eu tenho gás e aqui eu tenho duas fases e agregadas tá certo que corresponde ao intervalo tbt aqui eu representei aqui agora vamos ver o que acontece quando eu tenho um sistema gasoso com uma determinada composição inicial e uma certa temperatura inicial maior que tem aqui está bom é que eu chamei de ba1 oxigênio tá bom então oxigênio é cerca de 20% tá aqui ó mais perto do zero do que do 1 aqui está o ar atmosférico muito bem eu vou baixar a temperatura dele tudo bem ele

continua um gás veja que eu passei a temperatura de ebulição do do oxigênio aconteceu nada e continuo gás até chegar nesta temperatura e quando ele chega nessa temperatura ele encontra o primeiro gap de solubilidade é o que acontece nesta temperatura ele vai se separar em duas fases segregados esta e esta aqui ele é um gasto aqui ele é um líquido esse líquido observa que o x dele é muito maior do que o sentido original tem composição tem mais oxigênio aqui tá claro que não corresponde exatamente aos números reais né mas se aqui ele tem mais

oxigênio do que tinha originalmente eu continue baixando a temperatura ele gostaria de descer por aqui mas não pode porque essa região é proibida que tem gap de solubilidade que o que acontece quando é o baixo a temperatura a porção que a gasosa que vai caminhar assim a porção que é líquida vai caminhar assim né até que a gente encontre é a situação aqui né chegar nesse ponto que vai acontecer aqui nesse ponto o líquido tem a mesma composição que o gás com que eu iniciei então o sistema desaparece aqui aparece todinho que a trajetória dele

ele vai até essa temperatura como gás aqui ele começa a fazer uma uma posição líquida que tem uma composição diferente do gás privilegiando aquela aquele elemento que tinha menos no início e essas composições vão se alterando mas outra vez lembra que a quantidade de moléculas de um idiota continua fixa então dá pra fazer uma continha rápida para saber quanto tempo de cada um quanto tem de cada um cada uma das fases até que eu alcanço essa temperatura é maior do que terá onde aí todo o sistema já virou líquido do ponto de vista qualitativo nós

reproduzimos exatamente o que acontece com a liquefação do ar e isso sugere por exemplo um processo de enriquecimento de oxigênio por exemplo que eu faço para enriquecer eu tenho uma quantidade de água josi eu quero tirar daí o um oxigênio eu diminua a temperatura e deixa fazer agregar quando segregou o que é líquido tem uma fração de oxigênio maior do que quando começou deixo deixa aparecer um pouquinho mais do líquido também se eu tirar logo de cara vou tirar muito pouco né espero ter uma certa quantidade boa de vigo tiro ele tem uma composição de

oxigênio maior que começou bota em outro recipiente faça ele virá gás ele começa e termina por reproduzir a mesma coisa só que ele começa com gás aqui ó como a composição com mais oxigênio é repito a brincadeira cada vez que eu repita essa brincadeira eu aumento da fração de oxigênio no meu resultado final esse é um processo de enriquecimento industrial é usado repetida em repetidamente é com esse propósito que eu mencionei