Determinacion Del Volumen Molar
-
Upload
lorena-rafael-taipe -
Category
Documents
-
view
82 -
download
6
Transcript of Determinacion Del Volumen Molar
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
DETERMINACION DEL VOLUMEN MOLAR
I. OBJETIVOS Determinar el volumen molar parcial de mezclas de alcohol isopropilico y agua a una
determinada temperatura, ya que esta propiedad es de importancia a la aplicación de
termodinámica de soluciones.
II. MARCO TEORICO
Las magnitudes termodinámicas como la entropía S, energía interna E, volumen V ó
entalpía H son magnitudes extensivas, que dependen de la cantidad de sustancia. Es
conveniente introducir magnitudes termodinámicas que no dependan de la masa y tengan
un valor determinado en cada punto del sistema. En otras palabras, hemos de cambiar las
variables extensivas a intensivas. Esto se hace dividiendo por la masa (recordad que el
cociente entre dos magnitudes extensivas es una magnitud intensiva). Así, aparecen las
magnitudes molares y, para una mezcla de componentes, se define la magnitud molar
parcial. Dicha magnitud representa la contribución por mol de cada componente i a la
propiedad total X del sistema y se define así:
Xi = (∂X/∂ni)T, P, n1, n2, .... (1)
Se cumple que toda propiedad extensiva, X, de una mezcla viene dada por:
X= n1X1 + n2X2 +...+niXi (2)
Donde Xi es la magnitud molar parcial del constituyente i. Así, por ejemplo, el volumen
molar parcial, Vi, expresa el aumento que experimenta el volumen del sistema en la
adición, a P y T ctes de un mol de i a una cantidad tan grande de aquél que no produce
cambio apreciable en la concentración. El valor de Vi variará, naturalmente con la
concentración de i. En una mezcla ideal, Vi, es igual al volumen molar Vi de la sustancia
pura.
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
Para determinar volúmenes molares parciales en mezclas binarias es adecuado el método
de las intersecciones. Consideremos, por ejemplo, una mezcla binaria con un total de un
mol de ambos componentes, cuyas fracciones molares son x1 y x2
Si los volúmenes de mezclas de distinta composición, pero con una molaridad total
unidad, se representan frente a las fracciones molares del componente 2, (Fig. 1),
entonces las ordenadas en el origen BD y AC de la tangente a la curva en la fracción molar
x2, son iguales a V2 y V1, para dicha composición. Sea α el ángulo formado por la
tangente y la línea V=0; teniendo en cuenta la ecuación (4), se verificará:
tg α = ∂ v∂x2
= V2 - V1
Ahora bien:
BD = V + x1tg α = V1x1 + V2x2 + x1(V2 -V1)
BD = V2(x2 + x1) = V2
Análogamente:
AC = V - x2 tg α = V1
Asimismo, las intersecciones sobre los ejes de coordenadas de las tangentes a la curva
que resulta de representar la inversa de las densidades frente al % en peso, dan los
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
volúmenes específicos parciales; si estos los multiplicamos por la respectiva masa
molecular dan los volúmenes molares parciales.
III. MATERIALES Y REACTIVOS
Balanza Picnómetro
Termómetro Probeta
Piceta Alcohol isopropilico
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Pesamos el picnómetro seco y vacio W1
2. Llenamos el picnómetro con agua destilada a temperatura ambiente y pesamos
obteniendo W2
3. Determinamos el volumen del picnómetro utilizando:
V picnometro=W 2−W 1
ρH 2O=W (H¿¿2O)
ρ(H¿¿ 2O )¿¿
4. Preparamos soluciones de alcohol isopropilico como se muestra en el siguiente
cuadro.
% alcohol
isopropilico
V solC3H8O
V solH 2O
20% 6.4ml 20ml
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
40% 12.8ml 15ml
60% 19.2ml 10ml
80% 25.6ml 5ml
90% 28.8ml 2.5ml
5. Ahora llenamos el picnómetro con las diferentes mesclas de alcohol agua y luego
pesamos ,obteniendo W3
6. Determinamos la densidades de cada solución :
ρetanol=W 3−W 1
V picnometro
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
DATOS OBTENIDOS
Para una base de 30gPeso del picnómetro vacio w1=31.6298gPeso del picnómetro con agua w2=31.6298g
V. CALCULOS Y RESULTADOS
1. Determinación de la densidad de las soluciones preparadas mediante el método el
picnómetro
ρ solT =(m2−m0m1−m0 ) ρH 2O
T
Como necesitamos como dato la densidad del agua a 250C se busca en tabla del cual
obtenemos el siguiente:
ρ25℃=0.997 gcm3
Luego reemplazando en la formula:
ρ25℃=55.5725−31.629856.3835−31.6298
×0.997=0.9672g /cm3
ρ25℃=54.7212−31.629856.3835−31.6298
×0.997=0.9329g /cm3
ρ25℃=53.8555−31.629856.3835−31.6298
×0.997=0.8979g /cm3
ρ25℃=52.7128−31.629856.3835−31.6298
×0.997=0.8517 g/cm3
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
ρ25℃=52.3945−31.629856.3835−31.6298
×0.997=0.8389g /cm3
Determinando el volumen especifico:
v1=1.0339 cm3/ g
v2=1.0719 cm3 /g
v3=1.1137cm3/ g
v4=1.1741cm3/g
v5=1.1920 cm3/ g
Con los datos obtenidos tenemos el siguiente cuadro:
Porcentaje de alcoholVe ( cm
3
g)
20% 1.0339cm3/g40% 1.0719cm3/g
60% 1.1137 cm3/ g80% 1.1741 cm3 /g
90% 1.1920 cm3/g
Representamos los datos de la tabla anterior en esta grafica:
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
grafica
%
Ve
De la grafica Se obtiene que :
a=2.3229×10−3
b=0.98239
Determinando el volumen molar del alcohol isopropilico
0.98239mlC3H8OgC3H8O
× 60 g1mol
× 1 L1000ml
=0.05894 L /mol
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
VI. CONCLUSIONES
Observando la grafica notamos que la densidad disminuye al aumentar el porcentaje
en peso de etanol.
El volumen específico del alcohol isopropilico aumenta al aumentar el porcentaje en
peso de este.
Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química
Vemos que el volumen molar parcial de cada componente generalmente cambia
cuando se mezclan los componentes a diferentes proporciones.
No se pudo determinar el volumen molar a través de los datos obtenidos en el
laboratorio ia que hubo problemas en la medición.
VII. RECOMENDACIONES
Lavar y secar bien el picnómetro en la estufa de tal manera que este no afecte
nuestros resultados.
Para retirar nuestro picnómetro de la estufa hacer uso de los guantes para así evitar
posibles quemaduras en nuestra piel.
Usar adecuadamente la balanza electrónica.
Realizar medidas en lo posible exactas para no alterar el peso.
VIII. BIBLIOGRAFIA
Manual del Ingeniero Quimico; Perry
G.W. Castellan, 1987, Fisicoquímica, Ed.Adisson – Wesley
http://www.ellaboratorio.co.cc/practicas/volumen_molar.pdf