¿Qué es la Energía de Cohesión?
Primero, La energía de cohesión es un concepto clave en la ciencia de materiales que cuantifica la energía necesaria para separar los átomos o moléculas de un sólido y dispersarlos en estado gaseoso. Representa la fuerza de los enlaces que mantienen unida la estructura de un material, siendo determinante para entender propiedades como la dureza, el punto de fusión y la estabilidad térmica. Es necesario que tengas noción de este concepto antes de abordar el tema del modelo de energía de cohesión. ¡Sigue leyendo!
Modelo de energía de cohesión (CER)
La relación R de Winsor carece de base experimental, mientras que el concepto HLB no tiene base fundamental. Con la intención de reunir estos dos conceptos, Beerbower y Hill [1971,1972] siguieron el mismo razonamiento que Winsor, pero establecieron una relación entre las energías de interacción y los parámetros termodinámicos que pueden ser obtenidos experimentalmente. En termodinámica molecular se define la energía libre parcial molar de exceso por [Prausnitz, 1969] :
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Utilizando una ecuación cuadrática para la desviación del estado de gas ideal:
donde C11 y C22 corresponden a las energía de cohesión entre las moléculas de una misma especie, y C12 es la energía de cohesión entre 1 y 2, conceptos que se ilustran en la figura 1.
A la izquierda, energía de cohesión entre dos moléculas idénticas (C11) ; a la derecha, energía de cohesión entre dos moléculas diferentes (C12). Cada una de estas energías corresponde a la energía necesaria para hacer pasar las moléculas del estado líquido al estado gaseoso.
Tomando como referencia la energía del gas ideal, se puede calcular:
Diferenciando la expresión nTgE en relación a «ni», se obtiene, para las soluciones regulares, los coeficientes de actividad:
Estas relaciones muestran que la desviación con respecto a la idealidad de una mezcla regular depende de la diferencia entre los parámetros de solubilidad. El interés principal de los parámetros de solubilidad es el de poder predecir la miscibilidad entre las sustancias [Bradfor et Thodos, 1966 ; Hansen, 1969].
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