Entalpija miješanja

**Entalpija miješanja** ili **toplota miješanja** ili **višak entalpije**,  je entalpija koja se oslobađa ili apsorbuje iz supstance nakon miješanja. Kada se supstanca ili spoj spoji sa bilo kojom drugom supstancom ili spojem, entalpija miješanja posljedica je novih interakcija između dvije supstance ili spoja.

H_{(smjesa)}=\Delta H_{mix}+\sum x_iH_{i}

gdje:
* H(smjesa) = ukupna entlalpija sistema nakon moješanja; 
* ΔHmix = entlalpija  miješanja;
* xi = molska frakcija komponente i u sistemu;
* Hi = entalpija čistog i
entalpija miješanja se također može definirati korištenjem Gibbsove slobodne energije miješanja i

\Delta G_{mix}=\Delta H_{mix}-T\Delta S_{mix}

Međutim, Gibbsovu slobodnu energiju miješanja i entropiju miješanja teže je odrediti eksperimentalno. Kao takva, entalpija miješanja nastoji se odrediti eksperimentalno kako bi se izračunala entropija miješanja, a ne obrnuto.

Entalpija miješanja definirana je isključivo za režim kontinuuma, koji isključuje efekte molekulskih razmjera (Međutim, izračuni su prvi principi za neke sisteme metalnih legura, kao što je Al-Co-Cr 
 ili β-Ti).

Kada se pomiješaju dvije tvari, rezultirajuća entalpija nije dodatak čiste entalpije, osim ako supstance tvore idealnu smjesu. Interakcije između svakog skupa molekula određuju konačnu promjenu entalpije. Naprimjer, kada spoj „x“ ima snažnu atraktivnu interakciju sa spojem „y“, rezultirajuća entalpija je egzotermna.

## Kalkulacije 
Entalpija miješanja često se izračunava eksperimentalno, pomoću kalorimetrijskih metoda. Kalorimetarska bomba kreirana je kao izolirani sistem. S izoliranim okvirom i reakcijskom komorom,  koristi se za prijenos reakcijske toplote ili njenog miješanja u okolnu vodu, koja se zatim izračunava za temperaturu. Tipskoo rješenje koristi  jednadžbu  H_{mixture}=\Delta H_{mix}+\sum x_iH_{i} (izvedeno iz gornje definicije) zajedno s eksperimentalno utvrđenim entalpijama ukupne smjese i tabelarnim entalpijama čistih vrsta, razlika je jednaka entalpiji miješanja.

Složeniji modeli, poput modela Flory-Hugginsova i UNIFAC-a, omogućavaju predviđanje entalpija miješanja. Flory-Hugginsova teorija rastvora korisna je u proračunu entalpija miješanja polimernih smjesa, a sistem razmatra iz perspektive multipliciranja.

Proračuni organskih entalpija miješanja mogu se izvršiti modificiranjem UNIFAC, pomoću jednadžbi 
* \Delta H_{mix}=\sum x_i \overline{\Delta H_i}
* \overline{\Delta H_i}=\sum_k N_{ki}(H_k-H^*_{ki})
* {H_k\over{RT^2}}=Q_k\biggl({\sum_m{\theta \psi '_{mk}}\over{\sum_m{\theta \psi_{mk}}}}-\biggl(\sum_m {{\theta_m \psi '_km}\over{\sum_n \theta_n \psi_{nm}}}-{{{\theta_m \psi_{km} (\sum_n \theta_n \psi '_{nm} )\over{(\sum_n \theta_n \psi_{nm})^2}}}}\biggr)\biggr)
gdje:
** x_i = tečna molska frakcija i
** \overline{\Delta H_i} = parcijalni molarni višak entalpije i
** N_{ki} = broj gupa tip  k u i
** H_k = višak entalpije grupe k
** H^* _{ki} = višak entalpije grupe k u čistom i
**  Q_k  = parametar područja grupe k 
** \theta_m = {Q_m X_m \over \sum_n Q_n X_n} = površinska frakcija grupe m
** X_m = {\sum_i x_i N_{mi} \over \sum_i x_i \sum_k N_{ki}} = molarni udio grupe m u smjesi
*** \psi_{mn} = exp \biggl( - {Z a_{mn} \over 2T} \biggr)
*** \psi ^* _{mn} = {\delta \over \delta T} ( {\psi_mn} )
** Z=35.2-0.1272T+0.00014T^2 = Koordinacijski broj ovisan o temperaturi
Može se vidjeti da je predviđanje entalpije miješanja nevjerovatno složeno i zahtijeva poznavanje mnoštva sistemskih varijabli. To objašnjava zašto se entalpija miješanja tipično eksperimentalno određuje.

## Idealne i pravilne smjese
idealna smjesa je svaka kod koje je aritmetička sredina (s obzirom na molski udio) dviju čistih supstanci jednaka prosječnoj vrijednosti konačne smjese. Među ostalim važnim termodinamičkim pojednostavljenjima, to znači da je entalpija miješanja nula: \Delta H_ {mix, ideal} = 0 . Za bilo koji gas koji slijedi zakon idealnog plina može se pretpostaviti da se idealno miješa, kao i ugljikovodici i tečnosti sa sličnim molekularnim interakcijama i svojstvima. Pod ovom pretpostavkom, \Delta H_{mix}skalira linearlno sa  X_1X_2, a ekvivalentan je višku unutrašnje energije.

## Miješanje binarnih za formiranje trostrukik smjesa 
Toplota miješanja binarnih smjesa za stvaranje trostrukih, može se izraziti u funkciji omjera miješanja binarnih smjesa:
: \Delta H_{123} = (1 - x_1)^2 \Delta H_{23} + (1 - x_2)^2 \Delta H_{13} + (1 - x_3)^2 \Delta H_{12}

## Međumolekulske sile 
Međumolekulske sile su glavni faktor promjena entalpije smjese. Jače privlačne sile između miješanih molekula, kao što su vodonikovo vezanje, inducirani-dipol i dipol-dipol rezultiraju nižom entalpijom smjese i oslobađanjem toplote.
** bilo egzotermno (20&nbsp;mol-% hloroforma i 80&nbsp;mol-% etanola: oko&nbsp;-650&nbsp;J/mol)
** ili endotermno (20&nbsp;mol-% etanola i 80&nbsp;mol-% hloroforama: oko&nbsp;+400&nbsp;J/mol)
* Miješanje s cikloheksanom je endotermno (približno &nbsp;+700&nbsp;J/mol).

ChloroformTetrahydrofuran-hE.png| Egzotermna toplota miješanja hloroform/ tetrahidrofuran
ChloroformEthanol-hE.png| Egzotermna i endotermna toplota miješanja hloroform /etanol
ChloroformCyclohexan-hE.png| Endotermna toplotaa miješanja hloroforma/cikloheksan

## Također pogledajte 
* Prividno molarno svojstvo
* Entalpija
* Entalpijska promjena rastvora
* Višak molarne količine
* Entropija miješanja
* Kalorimetrija
* Miedemin model

## Reference
## Vanjski linkovi
*calphad 
*Can. J. Chem. Eng. Duran Kaliaguine

Kategorija:Entalpija
Kategorija:Fizikalna hemija
Kategorija:Smjese
Kategorija:Hemijske reakcije