Fugacidade Atividade

Desvio do comportamento ideal: Fugacidade e atividade
Relembrando a definição de potencial químico para gases ideais:

 p  µ = µ + nRT ln θ 
p  θ (1)

Um gráfico de µ x p deveria ter uma forma logarítmica. Desvio do comportamento ideal: Fugacidade e atividade
Porém, a análise de sistemas reais (v. gráfico ao lado) mostra que há desvios em relação ao esperado.
Pode-se observar que:
• para p → 0, o potencial químico do gás real coincida com o do gás ideal
• para pressões intermediárias (quando as forças atrativas são dominantes), µ do gás real é menor do que o do gás ideal.
O gás tem menor energia livre, fica mais estável. • para pressões elevadas (quando as forças repulsivas são dominantes) , µ do gás real é maior do que o do gás ideal.
O gás tem maior energia livre, fica menos estável.

f =fugacidade = pressão efetiva Desvio do comportamento ideal: Fugacidade e atividade

Energia potencial de duas moléculas em função da distância entre elas

Desvio do comportamento ideal: Fugacidade e atividade
Para que a equação (1) possa descrever o comportamento de um gás ideal, substituímos a pressão p por uma pressão efetiva chamada de fugacidade. Assim:

 f  (2) µ = µ + nRT ln θ 
p  θ A fugacidade é função da temperatura e da pressão.
A dependência entre a fugacidade e a pressão real éfornecida através da expressão:

f = φ.p

(3)

φ = coeficiente de fugacidade (adimensional)

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Coeficiente de fugacidade em função de p/pc para vários T/Tc

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Fugacidade do nitrogênio a 273 K p/atm f/atm

1

0.99955

10

9,9560

100

97,03

1000

1839

Como vimos, o comportamento do gás ideal se aproxima do comportamento do gás ideal, quando p → 0.
Assim:
limp→0 (f) = p e lim p→0 (φ) = 1

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Soluções líquidas: a atividade do solvente
Como visto no tratamento de soluções ideias, o potencial químico de um solvente na