Soluciones regulares binarias; Clase-8

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Se llama soluciones regulares a un tipo de solución no ideal donde las propiedades termodinámicas pueden describirse como combinación de funciones algebraicas simples. En el caso de soluciones binarias de dos componentes la energía libre específica se escribirá como (1) donde la entalpía de la mezcla será dada por (2) bajo la condición de que la suma de sus cantidades molares parciales sea igual a uno; como se ve en la figura. Los posibles puntos estacionarios vendrán dados por (3). Si aparece en el intervalo (0,1) más de un punto estacionario, esto indica que el estado de solución se torna inestable.

Nota: el valor de las derivadas parciales en los extremos de los intervalos se hace infinito, pero esto no implica que no intercepte a los ejes X=0 o X=1 donde X=X_1 y X_2=1-X. Dichas intercepciones están relacionadas con la energía libre estándar de cada sustancia pura a la temperatura dada (4).

Los puntos espinodales, si los hubiere, representan los punto de inflección de la curva asociada a la energía libre específica (5). Estos definen la zona donde no puede haber estado de solución con lo que el estado más estable es el de combinación de sustancias puras por lo que cada sustancia aparecerá por separado. En cambio los puntos estacionarios, si hubiere más de uno, define una zona donde el estado de solución resulta metaestable que ante cualquier fluctuación causa la separación de los componentes. La temperatura inferior para que el estado de solución sea estable viene dada por (6) la cual se puede hallar de la condición (7). Los potenciales químico de cada componente vendrá dado por (8).