Química

Funciones de distribución estadística

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Ley de distribución de Nernst

La base de la separación de mezclas de sustancias por métodos cromatográficos es la distribución diferente de las sustancias individuales entre dos fases. En primer lugar, se debe considerar la distribución de una sustancia entre dos fases:

Si dos fases α y β, las cuales contienen la sustancia B en solución, están en equilibrio entre sí,

μB.α=μB.β

lo siguiente se aplica al componente B a temperatura y presión constantes:

μB.0α+R.Ten(aB.α)=μB.0β+R.Ten(aB.β)

por lo cual μB.α y μB.β los potenciales químicos de la sustancia B están en fase α o β, mientras que μB.0α y μB.0β representan los potenciales estándar a dilución infinita como valor de referencia. aB.α y aB.β son las actividades de la sustancia B basadas en este estado estándar. Formando te da

en(aB.αaB.β)=μB.0βμB.0αR.T

o

aB.αaB.β=mi(μB.0βμB.0αR.T)=const.

En el caso de soluciones idealmente diluidas, estas actividades pueden ser reemplazadas por las fracciones molares y se obtiene el teorema de distribución de Nernst.

XB.αXB.β=const.=k

En el caso de soluciones idealmente diluidas, esta relación de las fracciones molares en las dos fases es constante en determinadas condiciones externas. Por tanto, es independiente de la cantidad absoluta de sustancia disuelta en la fase respectiva. Con suficiente dilución, las fracciones molares se pueden reemplazar aproximadamente por las concentraciones.

CB.αCB.β=k

El hecho de que una sustancia disuelta se divida en dos fases en una proporción que le es característica, independientemente de su concentración, puede servir para separar mezclas de sustancias. Se utiliza en procesos de separación cromatográfica y en la denominada extracción múltiple según Craig.