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Solução Ideal e Interações Moleculares

1900
Chemist measuring liquids in a vintage laboratory for ideal solution studies in thermodynamics.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Uma solução ideal é um modelo teórico onde a entalpia de mistura é zero. Isso ocorre quando as forças intermoleculares entre moléculas diferentes (AB) são iguais em intensidade à média das forças entre moléculas semelhantes (AA e BB). Em tais soluções, o volume é aditivo e os componentes obedecem às leis da termodinâmica. Lei de Raoult em toda a faixa de concentração, com um coeficiente de atividade igual a um.

The concept of an ideal solution is a cornerstone of chemical thermodynamics, providing a simplified model against which real solutions can be compared. The strict thermodynamic definition of an ideal solution requires that the chemical potential of each component ‘i’ follows the relation [latex]\mu_i(T, P, x_i) = \mu_i^*(T, P) + RT \ln x_i[/latex]. This leads to two key macroscopic properties: the enthalpy of mixing ([latex]\Delta H_{mix}[/latex]) is zero, and the volume of mixing ([latex]\Delta V_{mix}[/latex]) is zero. A zero enthalpy of mixing implies no heat is absorbed or released when components are mixed, which is a direct consequence of the uniform intermolecular forces.

Essa uniformidade de forças significa que uma molécula 'A' experimenta o mesmo ambiente energético, esteja ela cercada por outras moléculas 'A' ou por moléculas 'B'. Essa condição só é satisfeita quando os componentes são muito semelhantes em tamanho, estrutura e polaridade. Exemplos clássicos de soluções quase ideais incluem misturas de benzeno e tolueno, ou n-hexano e n-heptano. Na realidade, nenhuma solução é perfeitamente ideal, mas esse modelo é inestimável para desenvolver uma compreensão fundamental das propriedades das soluções antes de introduzir complexidades como coeficientes de atividade para explicar o comportamento não ideal em sistemas do mundo real.

UNESCO Nomenclature: 2209
Química Física

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Substancial

Uso

Conceitual/Teórico

Precursores

  • Lei de Raoult
  • Conceito de energia livre de Gibbs
  • Early theories on intermolecular forces (van der Waals forces)
  • Experimentos de calorimetria para medir o calor de mistura

Aplicações

  • parâmetro de referência para o estudo de soluções reais
  • Modelagem termodinâmica de misturas simples como benzeno e tolueno
  • Ensinar conceitos fundamentais de química de soluções.
  • initial approximation in chemical process design software
  • calibration standard for osmometers and vapor pressure measurement devices

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: solução ideal, forças intermoleculares, entalpia de mistura, volume de mistura, termodinâmica, lei de Raoult, coeficiente de atividade, potencial químico, benzeno, tolueno.

Contexto histórico

Solução Ideal e Interações Moleculares

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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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