Potencial químico del agua
Energía potencial química
ResumenEl potencial químico del disolvente en una disolución puede modificarse cambiando la temperatura y la presión externa aplicadas a la disolución y cambiando la fracción molar del soluto en la disolución. Para una solución homogénea, el cambio en el potencial químico del disolvente se expresa como
un enunciado termodinámico que se obtuvo como Ec. (5) en el Capítulo II. Si la temperatura y la presión aplicada externamente se mantienen constantes mientras se cambia la fracción molar de x2 = O para el disolvente puro a \({x_2}, = \,{{n_2}} \ sobre {{n_1} + {n_1}}) para la solución, entonces el cambio total en el potencial químico del disolvente para esta solución homogénea se convierte en
¿Cuál es el potencial químico estándar del agua?
En estos puntos invariantes, el potencial químico del agua es: μ(H2O)=-238,25 kJ para los puntos invariantes 1′ y 2′, - μ(H2O)=-239,31 kJ para los puntos invariantes 3′, - μ(H2O)=-240,01 kJ para los puntos invariantes 4′ y 5′.
¿Qué entiende por potencial químico?
Introducir una definición sencilla de potencial químico: "el potencial químico de una sustancia es la energía química por mol de la sustancia". En esta definición, la energía libre de Gibbs es la energía química, y la sustancia puede ser una sustancia pura o un sistema multicomponente. ▪
Ejemplos de energía potencial química
La presión osmótica (P.O.) en una solución resulta debido a la presencia de solutos y estos últimos disminuyen el potencial hídrico. Por lo tanto, la presión osmótica es un índice cuantitativo de la disminución del potencial hídrico en una solución y utilizando la terminología termodinámica se denomina potencial osmótico (Ψs). Los valores de la presión osmótica y del potencial osmótico son iguales, pero mientras que el primero tiene signo positivo, el segundo lleva signo negativo (Si OP = 20 atms entonces, Ψs es -20 atms).
En un sistema osmótico abierto, los valores del potencial de agua y del potencial osmótico son numéricamente similares y también tienen el mismo signo, es decir, negativo (similar será el caso de las células plasmolizadas). Por otro lado, en un sistema osmótico cerrado, por ejemplo, las células vegetales, se impone una presión sobre el agua que aumenta el potencial hídrico. En las plantas, la presión se denomina presión de turgencia. Es la presión real con signo positivo y oscila entre cero y el valor numérico del potencial osmótico. El potencial creado por tales presiones se denomina presión hidrostática o potencial de presión (Ψp). Así, Ψw = Ψp + Ψπ.
Fórmula del potencial químico
En termodinámica, el potencial químico de una especie es la energía que puede ser absorbida o liberada debido a un cambio del número de partículas de la especie dada, por ejemplo, en una reacción química o transición de fase. El potencial químico de una especie en una mezcla se define como la tasa de cambio de la energía libre de un sistema termodinámico con respecto al cambio en el número de átomos o moléculas de la especie que se añaden al sistema. Así pues, es la derivada parcial de la energía libre con respecto a la cantidad de la especie, permaneciendo constantes las concentraciones de todas las demás especies en la mezcla. Cuando la temperatura y la presión se mantienen constantes y el número de partículas se expresa en moles, el potencial químico es la energía libre molar parcial de Gibbs[1][2] En equilibrio químico o en equilibrio de fases, la suma total del producto de los potenciales químicos y los coeficientes estequiométricos es cero, ya que la energía libre es mínima[3][4][5] En un sistema en equilibrio de difusión, el potencial químico de cualquier especie química es uniformemente el mismo en todo el sistema[6].
Potencial químico estándar del agua
Quiero entender las fuerzas que intervienen en la ósmosis. Si tengo una molécula de agua y una de una sal en el lado izquierdo de una membrana semipermeable, y una molécula de agua en el lado derecho, ¿qué fuerzas hacen que la molécula del lado derecho viaje hacia la izquierda y permanezca allí qué fuerzas hacen que las moléculas de agua estén más tiempo en el lado izquierdo de la membrana?
He leído sobre una diferencia de potencial químico entre los estados inicial y final, pero no puedo entender por qué hay menos energía en la solución con más disolvente. ¿Por qué las impurezas hacen que el potencial químico se reduzca en el lado izquierdo?
Normalmente, la fuerza impulsora de la difusión es un gradiente de concentración, pero esto no es estrictamente cierto. En realidad, es un gradiente de potencial químico el que impulsa los procesos de difusión. Para algunos supuestos simplificadores, esto se reduce de nuevo al gradiente de concentración como fuerza motriz.
Para la ósmosis, el potencial químico es la fuerza motriz, ya que la presencia de impurezas hace que el potencial químico se reduzca en comparación con el lado puro de la membrana. Esto se modela mediante una ecuación de la forma: