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INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA LAGUNA INGENIERÍA QUÍMICA
Practica no. 1 Propiedades parciales molares Lunes 30 de enero del 2017
Laboratorio integral II Ivan Humberto Cueto Gonzalez #14130354
INSTRUCTOR: ING.FERNANDO MIRANDA AGUILAR
PRACTICA NO. 1 PROPIEDADES PARCIALES MOLARES OBJETIVO Determinar para una solución de concentración conocida sus volúmenes parciales molares ( V 1, i
Vi
2)
MARCO TEORICO El término propiedad parcial se utiliza para designar la propiedad de un componente cuando se encuentra mezclado con uno o más componentes distintos. Para caracterizar matemáticamente las propiedades no aditivas de las mezclas, se define una propiedad parcial. Así, por ejemplo, el volumen parcial molar del componente i es la variación del volumen total de solución que se produce en la adición del componente i, para unas condiciones de concentración, temperatura y presión, especificadas: Siendo = volumen parcial molar del componente i. La derivada parcial Se puede medir experimentalmente observando la variación de volumen de un sistema tan grande que la adición de 1 mol de componente i no produzca variación de composición. (Henley, Rosen, 2002). Existen numerosos métodos para obtener propiedades parciales molares: 1.
Método analítico. Si los datos se pueden expresar en la forma funcional se puede obtener por diferenciación parcial. 2. Método de las pendientes. Una tangente de la curva de V, volumen total, frente a , representa el volumen parcial molar en el punto correspondiente. 3. Método de las ordenadas. Si el volumen molar v se representa frente a la fracción molar del componente 2 de una mezcla binaria, una tangente a la curva en un punto corta a la ordenada y a la ordenada . (Fig. 1) Resultados análogos se obtienen representando el volumen específico frente a la fracción en peso. De esta forma se obtiene el volumen especifico parcial, que multiplicado por el peso molecular, da el volumen parcial molar.
Las propiedades parciales de los componentes se pueden relacionar con las propiedades totales. Puesto que V es una función continua unívoca de la variable independiente , los moles del componente i,
Combinando las ecuaciones, se obtienen:
Para composición constante, no es función de los moles totales sino exclusivamente de la composición, de forma que se puede integrar para obtener:
Los volúmenes molares parciales de los componentes de una mezcla varían con la composición ya que el entorno que rodea a cada tipo de molécula caría al cambiar la composición de A puro a B puto. Este entorno molecular cambiante, y la consecuente modificación de las fuerzas intermoleculares, es el que produce la variación de las propiedades termodinámicas de una mezcla al cambiar de composición. (Atkins, 2008).
MATERIAL Y EQUIPO
Picnómetro Piseta Goteros Etanol Agua Destilada Matraz bola Balanza analítica
DESARROLLO
Pesar el picnómetro solo y registrar su peso ( W pic). Llenar el picnómetro con agua destilada y obtener su peso ( W picnómetro +agua) Sacar la diferencia y obtener el peso del agua ( ). Consultar la densidad del agua destilada con su temperatura Determinar el volumen exacto del picnómetro con ( = ). Preparar soluciones según los cálculos realizados, pesando el agua y agregando el alcohol lo más exacto posible en el matraz. Con la solución preparada, llenar el picnómetro y registrar el peso obtenido Repetir el proceso para las 4 pruebas.
Diagrama del equipo Pesar icnómetro vacío
Llenar picnómetro con cada solución y esar
Llenar picnómetro con Agua (H2O) y pesar
Preparar las soluciones con los datos obtenidos
Recolección y ordenamiento de datos DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DEL PICNÓMETRO
óí = 24.0351 ó = 49.6193 25° = 0.997049 ⁄ 24.0351= 25.6599 = ó− óí = 49.6193 − 0.997049 ⁄ MUESTREO Composición de Etanol X2 0.20 0.40 0.60 0.80 1
W1= masa de agua
W2= masa de etanol WT= masa de picnómetro con mezcla
MEZCLA 1 (.20) W1 (H2O) W2 (Etanol) WT (Mezcla)
Peso (gramos)
Moles (n)
Fracción molar (X)
15.9142
0.8831
0.8001
10.1563
0.2204
0.1998
47.9195
1.1037
1
̅ = + = (1−0.1998 )18.02 ⁄ + (0.1998)46.0384 ⁄ = 23.6180 ⁄ = − óí = 47.9195−24.0351 25.65993 = 0.9308 ⁄ ̅ 23.6195 ⁄ = = = 25.3738 ⁄ 0.9308 ⁄
MEZCLA 2 (.40) Peso (gramos)
Moles (n)
Fracción molar (X)
9.7563
0.5414
0.6028
W1 (H2O) W2 (Etanol)
16.4173
0.3566
0.3971
WT (Mezcla)
47..8680
0.898
1
̅ = + = (1−0.3971 )18.02 ⁄ + (0.3971)46.06 ⁄ = 29.1546 ⁄ = − óí = 47.8680−24.0351 25.65993 = 0.9287 ⁄ ̅ 29.1461 ⁄ = = = 31.3837 ⁄ 0.9287 ⁄
MEZCLA 3 (.60) Peso (gramos)
Moles (n)
Fracción molar (X)
W1 (H2O) W2 (Etanol)
5.3718
0.2981
0.3996
21.6166
0.4478
0.6003
WT (Mezcla)
45.5909
0.7459
1
̅ = + = (1−0.6003 )18.02 ⁄ + (0.6003)46.0384 ⁄ = 34.8394 ⁄ = − óí = 45.5909−24.0351 25.65993 = 0.8400 ⁄ ̅ 34.8394 ⁄ = = = 41.4754 ⁄ 0.8400 ⁄
MEZCLA 4 (.80) Peso (gramos)
Moles (n)
W1 (H2O)
2.7528
0.1527
Fracción molar (X) 0.2296
W2 (Etanol)
23.5824
0.5122
0.7703
WT (Mezcla)
46.7203
0.6649
1
̅ = + = (1−0.7703 )18.02 ⁄ + (0.7703)46.0384 ⁄ = 39.6025 ⁄ = − óí = 46.7203−24.0351 25.65993 = 0.8840 ⁄ ̅ 39.6025 ⁄ = = = 44.7992 ⁄ 0.8840 ⁄
TABULACIÓN DE DATOS Mezcla
̅(⁄)
X2
(⁄)
(⁄)
0.997049
-
0
18.02
1
0.20
23.6180
0.9308
23.3738
2
0.40
29.1461
0.9287
31.3837
3
0.60
34.8394
0.8400
41.4754
4
0.80
39.6025
0.8840
44.7992
-
1
46.0384
0.789
58.3503
18.0742
GRÁFICA X2-Vm 70 y = 13.332x2 + 26.685x + 18.227 R² = 0.9999
60 50 40 m V
30 20 10 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Composición X2
ECUACIÓN DE LA CURVA
= 13.332 + 26.685 + 18.227 = = 26.664 + 26.685
0.7
0.8
0.9
1
OBTENCIÓN DE LA RECTA TANGENTE
Composición elegida X2=0.24
= 26.664(0.24) +26.685 M= 33.0843 Para el punto (X0,Y0) - (0.24,26)
− = ( − ) −26 = 33.0843( −0.24) ∴ = 33.0843 − 7.94 + 26 A una concentración de X2=0.24 obtenemos que los volúmenes molares de sustancia puros son:
̇ = 18.06 ̇ = 57.79
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
Vi
1,
Vi
2
BIBLIOGRAFÍA Y/O SITIOS WEB http://www.fsalazar.bizland.com/pdf/EQUILIBRIO_4.pdf http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/fisicoquimica/tp/Volumenes%20Molar es%20Parciales.pdf http://faa.unse.edu.ar/apuntes/fcoqca/Un4BFQ1.pdf
