UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS FISICOQUÍMICA II REPORTE DE LABORATORIO II “VOLUMENES MOLARES PARCIALES” Catedrático: Ing. Cecilia de Flamenco Instructor: Br. Jonathan Argueta Grupo: 01 Mesa: 04 Integrantes: Centeno Pérez, Adriana Marcela CP10015 Linares Rivera, Wilmer Ernesto LR10029 Martínez Jarquín, César David MJ05007 Sigüenza Flores, Pedro Rafael SF09001 Ciudad Universitaria, 22 de Mayo de 2013
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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS
FISICOQUÍMICA II
REPORTE DE LABORATORIO II
“VOLUMENES MOLARES PARCIALES”
Catedrático: Ing. Cecilia de Flamenco
Instructor: Br. Jonathan Argueta
Grupo: 01
Mesa: 04
Integrantes:
Centeno Pérez, Adriana Marcela CP10015
Linares Rivera, Wilmer Ernesto LR10029
Martínez Jarquín, César David MJ05007
Sigüenza Flores, Pedro Rafael SF09001
Ciudad Universitaria, 22 de Mayo de 2013
ÍNDICE
Resumen 1
Introducción 2
Objetivos 3
Marco Teórico 3
Metodología 6
Resultados 8
Discusión de Resultados 15
Conclusiones 16
Bibliografía 17
Anexos
Cuestionario 19
1
RESUMEN
las propiedades extensivas son de gran utilidad en la caracterización de un
sistema en particular, sin embargo nos vemos en la necesidad de conocer
magnitudes que resultan del cociente de dos propiedades extensivas,
estas son las propiedades intensivas, entre estas se puede mencionar las
propiedades molares parciales que caracterizan un sistema con respecto a
los componentes que constituyen un sistema.
El cálculo de los volúmenes molares parciales se realiza a partir de
propiedades físicas del alcohol etílico y agua que son el objeto de estudio,
algunas de estas propiedades físicas son la densidad y el peso molecular
de las sustancias, luego calculando la masa de cada componente de las
soluciones en cuestión, cálculo de moles y fracciones molares de cada
componente , recolectados todos los datos necesarios se procede a la
obtención de los volúmenes molares parciales de cada uno de los
componentes de la solución, por medio de una regresión a partir de datos
experimentales, de manera similar al proceso anterior, se determina los
volúmenes molares parciales para el alcohol etílico puro a 25 °C, utilizando
las tablas de densidades de soluciones acuosas
2
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo se refiere al cálculo de propiedades molares parciales.
Estas propiedades molares son de gran utilidad en el estudio de
soluciones, en donde el sistema depende también de la concentración de
los distintos componentes de la solución, son propiedades intensivas y se
considera que son la contribución por mol de cada constituyente al valor
total de la propiedad X en el sistema en cuestión. En esta práctica de
laboratorio determinaremos las propiedades molares parciales de una
solución binaria, que es aquella que está formada solo por un soluto y por
un solvente.
Los cálculos aquí citados de las propiedades molares parciales se usan
para demostrar la no aditividad de las propiedades intensivas de las
mismas. Para ello nos valemos de los datos obtenidos de manera
experimental, así como de un modelo matemático y tablas de densidades
establecidas encontradas en la bibliografía consultada, como referencia
para nuestro estudio.
3
OBJETIVOS
Determinar los volúmenes molares parciales de agua y alcohol en distintas
soluciones binarias, determinando las densidades de las mismas.
Hacer uso de buenas prácticas en manipulación de reactivos y desechos.
MARCO TEÓRICO
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 (se debe recordar 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. La propiedad molar parcial de un componente se
puede interpretar como el cambio experimentado por la respectiva
propiedad molar al adicionar un mol de dicho componente de una
cantidad muy grande de solución. 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… (ec. 1)(1)
Xi = cualquier propiedad termodinámica.
ni = moles del componente i.
p= presión
T= temperatura.
(1) Las ecuaciones aquí citadas han sido tomadas del material proporcionado por el docente de cátedra para
la realización de la práctica de laboratorio.
4
Las magnitudes molares parciales se usan en mezclas para indicar la no
aditividad de flas propiedades extensivas de las mismas, es decir, la
propiedad de la mezcla no es igual a la suma de la propiedad de los
componentes puros por separado. Por ejemplo el volumen molar de una
mezcla binaria no es la suma de los volúmenes molares de
los componentes puros.
Matemáticamente las magnitudes molares parciales son funciones
homogéneas degrado cero, es decir, no dependen de la cantidad de
sustancia, por tanto variables intensivas.
Generalmente para hacer más fáciles los cálculos, se hace la
aproximación del valor de una magnitud extensiva de la siguiente manera:
X= n1 X1 + n2 X2 +...+ni Xi (ec. 2)
Donde Xi es la magnitud molar parcial de la constituyente i. Ahora
supóngase que se trabaja con una disolución mezclando a temperatura y
presión contantes ni, nii moles de sustancia i, ii entonces:
(
)
(
)
(
)
(
)
De la cual se obtiene:
Donde (
)
, y X1 son las fracciones molares teniendo en
cuenta que, a composición constante tanto las fracciones molares y los
volúmenes molares serán constantes. Sin embargo al trabajar en la
determinación de volúmenes en mezclas se presenta una gran utilidad de
las propiedades parciales molares ya que el cálculo del volumen de una
solución ideal se reduce a la suma de los volúmenes individuales de cada
uno de los componentes; sin embargo esto no se cumple en una solución
real. Aunque el volumen molar parcial de una sustancia pura es igual a su
volumen molar.in embargo, el volumen molar parcial de un componente j
de una disolución no es necesariamente igual al volumen molar de j puro.