EQUILIBRIO HETEROGÉNEO

Se dice que es heterogéneo cuando coexisten en él sustancias que se encuentran en distintas fases, por ejemplo, sólidos y gases.
Un equilibrio heterogéneo sería el siguiente:


2 CO (g) --------------> C(s) + CO2 (g)

la constante Kp' de este equilibrio sería:

Las presiones parciales de las sustancias sólidas a temperatura constante, son constantes, por tanto la presión parcial del C(s) puede englobarse en la constante de equilibrio, resultando:

Lo mismo ocurre con los sólidos y líquidos puros ya que su concentración, equivalente a su densidad, es constante para una temperatura determinada.
Por tanto, como regla general aplicable a los equilibrios heterogéneos, se puede decir que en las expresiones de la constantes de equilibrio solamente incluimos a las sustancias gaseosas o en disolución.

ECUACION DE CLAUSIUS-CLAPEYRON

La evaporación del agua es un ejemplo de cambio de fase de líquido a vapor. Los potenciales químicos de las fases α (líquido) y β (vapor) son funciones de la temperatura T y la presión P y tienen el mismo valor


μα(T, P)= μβ(T, P)


A partir de esta igualdad y empleando relaciones termodinámicas, se obtiene la ecuación de Clapeyron.


Suponiendo que la fase vapor es un gas ideal y que el volumen molar del líquido es despreciable comparado con el volumen molar de gas, se llega a la denominada ecuación de Clausius-Clapeyron que nos proporciona la presión de vapor del agua Pv en función de la temperatura T, suponiendo además, que la entalpía L de vaporización es independiente de la temperatura (al menos en un determinado intervalo)

Esta ecuación puede ser usada para predecir dónde se va a dar una transición de fase. Por ejemplo, la relación de Clausius-Clapeyron se usa frecuentemente para explicar el patinaje sobre hielo: el patinador, con la presión de sus cuchillas, aumenta localmente la presión sobre el hielo, lo cual lleva a éste a fundirse.


Por ejemplo, al aumentar la presión sobre el hielo se logra que aparezca líquido, permitiendo entre otras cosas la posibilidad de esquiar. Veremos a continuación que este hecho está íntimamente conectado con la relación entre las densidades del hielo y el agua líquida en el punto de fusión.