Çözelti Termodinamiği
Yrd. Doç. Dr. Abid USTAOGLU
1.Çözeltilerin termodinamik özellikleri
2.Çözelti Türleri
2.3. DÜZGÜN ÇÖZELTİLER
2.3.1.  Fonksiyonu
Gibbs-Duhem denkleminin integrasyonunu daha da kolaylaştırmak için 
fonksiyonu tanımlanmıştır. Herhangi bir i bileşeni için;
 
ln  i
(1  X i )
2

ln  i
X
2
B

ln  i
X
2
A
2.3.2. Düzgün Çözeltinin Özellikleri
Düzgün çözeltinin özellikleri «aşırı fonksiyonlar» kavramı ile en iyi şekilde ifade
edilebilmektedir. (Gerçek ile ideal çözelti arasındaki özelliklerin farkı)
G
G
xs
M
 G
 G
M
M , id ea l
 G
G
xs
M , id ea l
GM : Çözeltinin serbest enerjisi.
GM,ideal : Çözeltinin ideal tipte olması durumundaki serbest enerjisi.
GM,ideal : Çözeltinin aşırı molar serbest enerjisidir.
Herhangi bir çözelti için,
G
M
 H
M
 T S
M
İdeal bir çözelti için,
G
M , ideal
 T  S
G
M
 G
H
M
 T S
H
M
G
xs
M , id ea l
M
M
G
xs
 T  S
M
G
xs
G
M
G
M
G
M , id ea l
G
xs
 RT ( X
A
ln a A  X B ln a B )
 RT ( X
A
ln X
 H
 RT ( X
M
A
A
 X B ln X B )  R T ( X
ln X
 RT ( X
A
A
A
ln  A  X B ln  B )
 X B ln X B )
ln  A  X B ln  B )
 Fonksiyonuna göre;
ln  A    X
2
B
ln  B    X
2
A
G
xs
G
xs
 RT ( X
  X B  X B   X A )  RT   X A X B ( X
2
A
 RT   X A X B
2
A
 XB)
Örnek 2.5. 1400 K de sıvı durumda bulunan ve düzgün çözelti teşkil eden CuAg ikili sisteminde Xcu=0.4 için bakırla dengedeki oksijen kısmi basıncı 17.378
atm’dir. Buna göre
a) Bakırın ve gümüşün aktivite ve aktivite katsaısını
b) Bakırın ve gümüşün kısmi molar serbest enerjilerini, kısmi molar
entalpilerini ve kısmi molar entropilerini bulunuz.
Örnek 2.6. Cu-Zn düzgün çözeltisinde 1027 C de bakırın aktivite katsayıları
tespit edilmiş ve molar orana göre değişimi tabloda verilmiştir. Buna göre
Xcu=0.4 için Cu-Zn alaşlımının karışım serbest enerjisi , karışım entalpisi ve
karışım entropisini bulunuz
XCu
Cu
0.8
0.922
0.7
0.837
0.6
0.728
2.3. SEYRELTİK ÇÖZELTİLER
A-B ikili çözeltisinde mA(Çözen)>>mB(Çözünen) olan çözeltilere seyreltik çözelti denir.
A(Çözen) İdeal davranış gösterir (Raoult kanunu)
B(Çözünen) İdeal olmayan davranış gösterir (Henry kanunu)
Örneğin Fe-C sisteminde, XFe=aFe (Raoult Kanunu) ve aC=XC.C (Henry Kanunu)
geçerli olmaktadır.
Örnek 2.2. %0.6 C içeren çelikteki karbon, 925 K de 1 atm toplam basınca
sahip gaz atmosferinde dengede bulunmaktadır. Çelik seyreltik çözelti tipinde
Fe-C ikili sistemidir. Dengedeki gazların bileşimi %95.2 CO ve %4.8 CO2 dir.
Buna göre,
a) Çelikteki demir ve karbonun aktivitesini
b) Demir ve karbonun kısmi molar serbest enerjileri ile sistemin karışım
serbest enerjisini hesaplayınız.
C O2 ( g )  C (k )  2C O ( g )
 G  4 0 8 0 0  4 1 .7  T ca l / m o l ( F e : 5 6, C : 1 2 )
0
Kaynaklar
1. Doç.Dr. Kenan YILDIZ ders notları
Download

NOT-4