Departamento de Química-Bioquímica
Asignatura: Laboratorio Integral II
Profesor: Ingeniero Fernando Miranda Aguilar A guilar
Practica No. 1 “Propiedades molares parciales”
Nora Cecilia Carrillo Romero No. Control 10131152
Torreón, Coah., a 06 de Febrero del 2013
“PROPIEDADES MOLARES PARCIALES” OBJETIVO. Obtener la grafica de fracción molar vs volumen molar de mezcla y de ahí los volúmenes parciales molares de disolvente y soluto a una fracción molar determinada. MARCO TEORICO. El volumen molar parcial de una sustancia es una mezcla de composición general puede definirse en términos del incremento de volumen acaecido cuando 1 mol de la sustancia se añade a una muestra indefinidamente indefinidamente grande de la solución. Si nA es la cantidad de sustancia añadid a y ΔV el incremento de volumen observado, entonces:
x
V V Donde
V
x
, x
n
, x
n
es el volumen molar parcial de A cuando la solución tiene
una composición descrita por las fracciones mol xA y xB . La definición de volumen molar parcial ha dependido de la constancia de la composición composición original de la solución. El sistema se considera considera tan grande, que que la adición de A no cambia las l as fracciones mol excepto en una cantidad infinitesimal. La misma constancia puede asegurarse si la muestra es finita, pero la adición de A está limitada a una cantidad infinitesimal entonces:
x
V V
dn
, x
Cuando se añade una cantidad dnA a una solución de composición xA , xB el x , x dn . De la misma forma, cuando dnB de B se volumen cambia en V añade, el volumen cambia en una cantidad
V
x
, x
dn
. El cambio global
cuando se añaden cantidades infinitesimales tanto de A como de B a la solución a temperatura y presión constantes es por tanto, dV
V
dn
V
dn
V es una función de estado que depende de las cantidades de A y B. Así pues, dV es una diferencial exacta que escribimos:
V n
dV
dn
V n
dn
V n
V
V n
V
El concepto de cantidad molar parcial es extensible a cualquiera de las funciones termodinámicas de estado. Una de ellas es la función molar de Gibbs, o el potencial químico:
V n
V n
Ahora veremos que μA y μB pueden interpretarse como el cambio en la función de Gibbs de una muestra grande del sistema cuando se añade 1 mol de A o B o como los coeficientes que dan el cambio de la función de Gibbs en un sistema que contiene nA de A y nB de B, etc. Cuando se añaden cantidades infinitesimales de A y B y las otras variables intensivas (presión y temperatura) son constantes: dG
dn
dn
Las cantidades molares parciales permiten establecer el volumen total, la función de Gibbs total, etc., de una mezcla de composición arbitraria. Por ejemplo, si los volúmenes molares parciales a una composición xA , x B son V A,M y V B,M , entonces el volumen total de una muestra contiene una cantidad nA de A y nB de B. (Con V
x A
n A n
y
x A
n B n
;
n n A
n AV A, M x A , x B n BV B , M x A , x B
V A, M
y
V B , M
son
los
n B ) es:
o simplemente
volúmenes
molares
V
n AV A, M n BV B , M donde
parciales
a
la
composición
especificada. Considere un volumen de la solución de composición especificada y deje que sea tan grande que sus fracciones mol no cambian, se añada la cantidad de A y x , x ; B que se añada. Agregue una cantidad nA de A; el volumen varía n V entonces añada una cantidad nB de B y el volumen se modifica en x , x . n V El cambio total viene dado por
n V
n
V
. La muestra tiene un volumen
mayor. Pero las proporciones de A y de B son todavía las mismas. Ahora extraiga de este volumen agrandando una muestra que contenga una cantidad nA de A n V y otra nB de B. El volumen de esta muestra es V n V . Debido a que V es función de estado, la misma muestra podría haberse preparado mezclando
simplemente las cantidades apropiadas de A y B; por tanto, hemos demostrado la validez de la ecuación Las cantidades molares parciales se determinan por el método de intersecciones. Una propiedad más de las cantidades molares parciales tiene implicaciones importantes.
MATERIAL Y SUSTANCIAS.
Balanza analítica Picnómetro Matraz aforado de 50 ml (5) Gotero o jeringa hipodérmica de 3 ml Vaso de precipitados de 50 ml (2) Sustancias: alcohol etílico, agua destilada (o bien cualquier par de líquidos solubles entre si, en cualquier proporción).
MONTAJE DEL EQUIPO.
Instrumento a utilizar: Picnómetro Es un frasco pequeño cuyo volumen ha sido determinado por el fabricante a una temperatura dada; dicho volumen esta especificado en el frasco, así como un número de identificación que está en el frasco y en el tapón correspondiente. Si el frasco esta sin daño alguno puede tomar el volumen del picnómetro dado por el fabricante, en caso contrario, o bien que el registro del tapón no coincida con el frasco, deberá determinar con agua destilada.
1) Hacer estimaciones (cálculos) sobre una base supuesta de aproximadamente 30 gr. de peso total para cada mezcla (esto es debido a que los picnómetros regularmente son de alrededor de 25 c.c.). Reparta las fracciones molares para el soluto entre 0 y 100%. 2) Destare en cada caso los matraces aforados de 50 ml y por medio de un gotero o jeringa prepara lo más aproximado posible las soluciones. No es indispensable que tenga la fracción molar prevista, sino al existir aproximación vuelva a recalcular las fracciones molares en base a los pesos registrados. 3) Pese el picnómetro vacio en la balanza analítica y registre este como W pic. El picnómetro debe estar limpio y seco al iniciar su primera llenada, la cual debe hacerse hasta un punto solo ligeramente más alto de la parte más estrecha del picnómetro con el fin de que, al colocar el tapón se produzca un ligero derrame de liquido a través del capilar que tiene el tapón. Este exceso debe retirarse por medio de un papel suave absorbente o algodón, sin absorber el líquido del capilar. 4) Pese ahora el picnómetro lleno con la mezcla y registre como W pic+ soln. 5) Siga el procedimiento descrito para cada mezcla, enjugando con un mínimo de solución que se empleara al picnómetro.
En cada matraz se coloca la cantidad de agua y etanol correspondiente, este procedimiento lo realizamos 5 veces ya que son el total de nuestras muestras.
Enseguida se llena el picnómetro con cada solución y se pesa para así obtener el paso de la solución + icnómetro
Ya con estos datos realizamos los cálculos necesarios para obtener el volumen de cada solución.
ORDENAMIENTO DE DATOS. TEORICO
Muestra
N2
n1 agua (mol)
Masa agua (gr)
n2 etanol (mol)
Masa etanol (gr)
1
0.18
1.0665
19.2183 19.2183
0.2341
10.7817
2
0.36
0.6832
12.3113 12.3113
0.3843
17.6887
3
0.54
0.4162
7.4999
0.4886
22.5001
4
0.72
0.2198
3.9608
0.5652
26.0392
5
0.9
0.0693
1.2488
0.6237
28.7512
Después de haber pesado y obtenido las masas reales de agua y etanol recalculamos recalculamos N1 y N2 respectivamente. REAL Masa agua (gr)
n1 (Agua)
Masa etanol (gr)
n2 (Etanol)
N1
N2
30
1.6648
0
0
1
0
19.2450
1.0680
10.788
0.2343
0.8201
0.1799
12.3170
0.6835
17.7
0.3844
0.6401
0.3599
7.6270
0.4233
22.447
0.4874
0.4648
0.5352
3.9830
0.2210
26.024
0.5651
0.2812
0.7188
1.2600
0.0699
28.762
0.6246
0.1006
0.8994
0
0
30
0.6515
0
1
Peso picnómetro vacio (g)
Peso solución (g)
V picnómetro (cc)
ρ solución
Vm (mol/cc)
(g/cc)
25.885
30
25.1182
0.99792
18.02
18.0576
25.885
23.178
25.1182
0.9228
23.0624
24.9930
25.885
22.184
25.1182
0.8832
28.1089
31.8267
25.885
21.144
25.1182
0.8418
33.0229
39.2299
25.885
20.626
25.1182
0.8212
38.1692
46.4822
25.885
19.879
25.1182
0.7914
43.2294
54.6227
25.885
30
25.1182
0.7886
46.05
58.3946
70 60 y = 2.7229x 2 + 37.843x + 18.041 R² = 0.9998
r 50 a l o m40 n e m30 u l o V
20 10 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
N2
Al tener los resultados reales de cada una de nuestras soluciones, realizamos los cálculos necesarios para obtener el volumen molar de cada una de nuestras muestras. Y así poder realizar la grafica correspondiente de fracción molar vs volumen molar.
CALCULOS. Base de 30 gr.
Punto 1 N2=0.18 y N1=0.82
(() )
() ) () )
Punto 2 N2=0.36 y N1=0.64
() ) () )
() )
Punto 3 N2=0.54 y N1=0.46
() ) () )
() )
Punto 4 N2=0.72 y N1=0.28
() ) () )
() )
Punto 5 N2=0.90y N1=0.10
() ) () )
() )
Cálculos para obtener el peso del picnómetro: T operación=21°C
ρ agua=0.99792 g/cm3
Peso picnómetro vacio=25.885 gr.
Diferencia es igual al peso del agua 25.067 gramos
Peso picnómetro + agua= 50.952 gr.
Volumen picnómetro 25.1182 cm 3
Recalculando N1 y N2 con las masas reales:
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
Punto 5
Cálculos para obtener el peso molecular promedio, densidad y V m
Punto 1 N1=0.8201 y N2=0.1799
(() ) (() )
Punto 2 N1=0.6401 y N2=0.3599
(() ) (() )
Punto 3 N1=0.4648 y N2=0.5352
() ) () )
Punto 4 N1=0.2812 y N2=0.7188
(() ) (() )
Punto 5 N1=0.1006 y N2=0.8994
() ) () )
OBSERVACIONES Y/O CONCLUSIONES. Al obtener los resultados de cada uno de los volúmenes molares de nuestras muestras y al tener nuestra fracción molar se obtuvo la grafica que corresponde a estos resultados pero al obtenerla nos damos cuenta de que no obtuvimos la curva esperada se le aplico regresión polinomial y nos indica si tiene una pequeña curvatura pero nos es apreciable a nuestra vista ya que al obtener nuestra grafica con esta curvatura podríamos obtener y ̅ .
BIBLIOGRAFIA.
http://es.scribd.com/doc/59902594/PROPIEDADES-PARCIALES-MOLARES http://es.scribd.com/ http://es.scribd.com/doc/73621411/volum doc/73621411/volumenes-molares enes-molares
