Regla de las fases de Gibbs

En química y termodinámica, la regla de las fases de Gibbs describe el número de grados de libertad (F) en un sistema cerrado en equilibrio, en términos del número de fases separadas (P) y el número de componentes químicos (C) del sistema. Esta regla establece la relación entre esos 3 números enteros dada por:

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La regla de las fases de Gibbs fue derivada de principios termodinámicos por Josiah Willard Gibbs hacia 1870.

Deducción

Las variables (intensivas) necesarias para describir el sistema son la presión (+1), la temperatura (+1) y las fracciones molares relativas de los componentes en cada fase (+P(C-1)) de cada uno de los componentes de cada fase, eso nos da un número máximo de grados de libertad m = P(C-1)+2 para un sistema cualquiera.

La condición termodinámica importante es que en equilibrio el cambio de la energía libre de Gibbs cuando se producen pequeñas transferencias de masa entre las fases es cero. Esa condición equivale a que el potencial químico de cada componentes sea el mismo en todas las fases, eso impone r = C(P-1) restricciones o ecuaciones más para un sistema en equilibrio.

La regla de Gibbs para el equilibrio afirma precisamente que F = m - r = C - P + 2.