2.2 Grandezze parziali molari Come è noto l’energia potenziale rappresenta l’energia che il sistema assume in riferimento alla sua posizione. Così l’energia potenziale gravitazionale rappresenta l’energia posseduta da una massa m posta ad una quota h, l’energia potenziale elastica rappresenta l’energia posseduta da una molla m compressa o allungata di Δx rispetto alla posizione di riposo, l’energia potenziale elettrica rappresenta l’energia posseduta da una carica q posta in un campo elettrico. Per quei fenomeni che rientrano nel nostro campo di interesse, ovvero le reazioni chimiche e le transizioni di fase, è stato introdotto (Cap. 10, Vol. II) il concetto di . Per le sostanze pure (sistemi ad un componente) il potenziale coincide con l’ (misurata in J/mol): potenziale chimico energia di Gibbs molare μ = Ĝ (2.6) È utile ricordare che l’energia molare di Gibbs è definita dalla combinazione di funzioni di stato: Ĝ = Ĥ − TŜ (2.7) dove sia l’entalpia che l’entropia sono su base molare. Il potenziale chimico ci fornisce informazioni sull’evoluzione dei sistemi. Analogamente al ΔT, che rappresenta la forza spingente per il trasferimento di calore, e al ΔP, che rappresenta la forza spingente per il movimento di fluidi, la differenza tra il potenziale chimico di due stati A e B determina la tendenza del sistema ad evolvere da uno stato all’altro. Ad esempio, ci fornisce informazioni sulla tendenza dei reagenti a trasformarsi in prodotti, sul passaggio da uno stato di aggregazione ad un altro, sulla migrazione di un soluto all’interno di una stessa fase o tra fasi diverse per effetto della differenza di concentrazione, sull’attraversamento di una membrana semipermeabile o sul passaggio di un nutriente attraverso una membrana cellulare. In particolare, indicando con μₐ e μ rispettivamente il potenziale di un componente generico nello stato A e nello stato B, si potrà avere: B μₐ > μ -> il sistema evolve dallo stato A allo stato B μₐ = μ -> il sistema è in equilibrio μₐ < μ -> il sistema evolve dallo stato B allo stato A B B B Per i sistemi in cui si verificano reazioni chimiche sono stati introdotti, nel § 10.2.2.5 del volume II, i definiti come segue: potenziali parziali molari in cui il potenziale chimico è espresso come derivata parziale dell’energia di Gibbs rispetto al numero di moli del componente i-esimo, considerando costanti la pressione, la temperatura e il numero di moli di tutti gli altri componenti. In altre parole la (2.8) rappresenta la variazione del potenziale del componente i-esimo per effetto della introduzione, o della estrazione, di dnᵢ moli nel sistema.