Echilibrul fizic in sisteme eterogene policomponente. Legea de distributie Nernst: demonstratie prin metoda grafica. Aplicatii ale fenomenului de repartitie

Echilibrul fizic in sisteme eterogene policomponente. Legea de distributie Nernst: demonstratie prin metoda grafica. Aplicatii ale fenomenului de repartitie

S-a stabilit experimental ca intr-un sistem bifazic compus din doua lichide nemiscibile sau partial miscibile, un al treilea component, solubil in ambele faze se repartizeaza in proportii determinate intre cei doi solventi, la echilibru.

Legea de distributie sau de repartitie formulata de Nernst: raportul concentratiilor sau al activitatilor unui component distribuit intre doi      solventi nemiscibili in contact, este constant la echilibru in conditii izoterm - izobare.

Se noteaza cu a si b cele doua faze lichide din sistem, componentul dizolvat are indicele inferior (2). Legea Nernst coreleaza proprietatile a doua solutii.

In solutii perfecte sau diluate ideale daca se exprima concentratiile prin fractii molare constanta de distributie Nernst se defineste prin raportul:

Sistemul bifazic si tricomponent, la T si P constante este univariant, conform legii fazelor:

      rezulta variatia arbitrara a uneia din cele doua valori x2 sau x2 determina automat si modificarea celeilalte fractii molare, pentru mentinerea starii de echilibru.

La concentratii mai mari, in solutii reale, se utilizeaza activitatile in loc de fractii molare. Raportul activitatilor nu este riguros constant si se numeste coeficient de distributie:

Demonstrarea legii Nernst pe cale grafica

se bazeaza tot pe egalarea potentialelor chimice ale dizolvatului in fazele lichide nemiscibile, a si b

In solutii ideale diluate cand x 0 si g

rezulta:

rezulta:

In cazul unor asocieri sai disocieri ale moleculelor dizolvate intr-unul din solventi, formula constantei de distributie se modifica pentru a reflecta procesul respectiv.

Se considera de exemplu dimerizarea dizolvatului numai in faza b. La echilibru de dimerizare:

Constanta de echilibru de dimerizare, Kx

rezulta :

rezulta:

sau