Potencial químic

En termodinàmica, dins de la física i en termoquímica dins de la química, potencial químic, el símbol del qual és μ és un terme introduït en 1876 pel físic nortamericà Willard Gibbs, qui ho va definir com seguix:

Si suponem que s'afig una cantitat infinitesimal de qualsevol substància a una massa homogénea qualsevol en un estat de tensió hidrostàtica, que la massa permaneix homogénea i la seua entropía i el volum permaneixen constants, l'increment de la energia interna de la massa dividida per la cantitat de la substància afegida és el potencial per a eixa substància en la massa considerada.

Gibbs també va pensar que per als propòsits d'esta definició, qualsevol element químic o combinació d'elements en unes proporcions donades podrien ser considerats una substància, tant si pogueren existir per sí mateixos com un cos homogéneu, com si cap puga fer-ho.

Més simplement, ^{cita requerida}

Història

En el seu ensaig de 1873 Un método de representació geomètrica de les propietats termodinàmiques de les substàncies per mig de superfícies (en anglés A Method of Geometrical Representation of the Thermodynamic Properties of Substances by Means of Surfaces), Gibbs va introduir l'esbós preliminar dels principis de la seua nova equació, capaç de predir o estimar les tendències que seguixen diversos processos naturals quan cossos o sistemes són posats en contacte. A través de l'estudi de les interaccions de substàncies homogénees en contacte, és dir, cossos, sent la seua composició en part sòlida, en part líquida, i en part vapor, i utilisant un gràfic volum-entropía-energia interna en tres dimensions, Gibbs va poder determinar tres estats d'equilibri, és dir, "necessàriament estable", "neutral", i "inestable", i si els canvis es produiran o no. En 1876 Gibbs va desenrollar este sistema en introduir el concepte de potencial químic per a tindre en conte les reaccions químiques i els estats dels cossos que són químicament diferents entre ells. En les seues pròpies paraules, per a resumir els seus resultats en 1873, Gibbs declara:

En esta descripció, usant la notació donada per Gibbs, ε es referix a la energia interna del cos, η es referix a la entropía del cos, i υ és el volum del cos.

Térmens relacionats

El significat precís del terme potencial químic depén del context en que és utilisat.

• Quan es parla de sistemes termodinàmics, potencial químic es referix al potencial químic termodinàmic. En este context, el potencial químic és la variació en una funció d'estat termodinàmica característica en relació en la variació del número de molècules. Depenent de les condicions experimentals, la funció d'estat termodinàmica característica és o be la energia interna, la entalpia, la energia lliure de Gibbs, o la energia de Helmholtz (segons les relacions de Helmholtz). Este us concret del terme és el més àmpliament utilisat pels químics experimentals, els físics, i els ingeniers químics.

• Els químics teòrics i els físics a sovint ampren el terme potencial químic en referència al potencial químic electrònic, que està relacionat en la derivada funcional de la densitat funcional, també cridada en ocasions l'energia funcional, que es troba en la teoria de la densitat funcional. Esta accepció particular del terme està molt estesa en el camp de la teoria de l'estructura electrònica.

• Els físics utilisen a voltes el terme potencial químic en la descripció dels sistemes relativistes de les partícules elementals.