O que ocorre numa solução ideal quando a energia de Gibbs da mistura de líquidos é positiva?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pergunta o que acontece numa solução ideal quando a energia de Gibbs da mistura de líquidos é positiva. Isso está relacionado à termodinâmica das soluções, especificamente ao conceito de energia livre de Gibbs. Para resolver, vamos precisar entender o que significa energia de Gibbs positiva e o que caracteriza uma solução ideal.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que a energia livre de Gibbs (ΔG) nos diz se um processo ocorre espontaneamente. Se ΔG for negativo, o processo é espontâneo; se for positivo, não é. Em uma solução ideal, assumimos que as interações entre as moléculas dos dois líquidos são semelhantes às interações nas substâncias puras.

Passo 3

Agora, numa solução ideal, a energia de Gibbs da mistura (ΔG_mix) é geralmente negativa porque a mistura aumenta a entropia (desordem) do sistema, o que favorece a espontaneidade. A fórmula para ΔG_mix em soluções ideais é:
De
onde é a constante dos gases, é a temperatura, e , são as frações molares dos componentes.

Passo 4

Se a energia de Gibbs da mistura for positiva, isso significa que ΔG_mix > 0. Segundo a equação acima, isso ocorreria se as frações molares fossem maiores que 1 em alguma das componentes, o que não é fisicamente possível. Portanto, numa solução ideal, ΔG_mix não pode ser positivo.

Passo 5

Então, se por algum motivo calcularmos uma ΔG_mix positiva numa solução que supomos ser ideal, isso indica que a solução não é realmente ideal. Ou seja, as interações entre as moléculas dos diferentes líquidos não são iguais às interações nas substâncias puras, contrariando a definição de solução ideal.

Resposta

Numa solução ideal, ter uma energia de Gibbs da mistura positiva é impossível. Se ΔG_mix for positivo, isso indica que a solução não é ideal, pois as interações entre os componentes diferem das interações nas substâncias puras.

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